CHAPTER 2. SVC ENCODER CONTROL
A. Schwarz’s MLEC
Explicit Bit Allocation (EBA)，是可以權衡動態資訊(motion information)和剩餘資訊 (residual information)的方法，可以在[5]閱讀到所有資料。EBA的特性是位元可以在不同 的區域根據關係強度作位移，使得整個視覺畫質可以被最佳化。從此觀點，在BL和EL 之間的R-D效能可以視為兩個不同的區域，而在這兩個區域之間做權衡可以視為在SVC 中的一個EBA問題，EBA問題將在以下介紹，也會討論發展MLEC的公式的理由。
為了克服BUEC的缺點，有一種編碼方法稱為EBA，而EBA在做畫質可調性的情況 下，同時選擇BL和EL最佳化編碼參數的方法已經在[3]中被提出了。在不失一般性的前 提下，修正了編碼的控制方法，這裡的公式只以兩個層的型態來描述;但是仍然可以很輕 易的把兩個層的型態轉成很多層的型態。在兩個層的型態，所有BL的決策都是以下面的 式子為基礎，最小化下面的權重函數:
Min (1 − w) · (D0(p0) + λ0 · R0(p0))
{p0，p1|p0}
+ w· (D1(p1|p0) + λ1 · (R0(p0) + R1(p1|p0))) (2.4)
Eq. (2.4)的第一項和第二項是從BUEC調整過來的，表示在BL和EL之間給於權重。
權重因子w [0; 1]，控制著BL和EL之間的權衡。為了讓R-D效能在w=0時可以表現出 BUEC的效能，BL再做決策時是以最小化Eq. (2.4)為基礎，但是EL在做決策時卻是以Eq.
(2.3).為基礎，也就是回歸了BUEC。當w = 1時，BL的參數只針對EL的參數最佳化，而 沒有考慮到BL的資訊。Pi可以視為在第i層中相對位置的MB在決定好mode後的編碼參數，
換個角度看，也可以被視為在做Motion Estimation後第i層Mode Decision的MV參數。
MLEC的動態偵測過程在Schwarz et al. in [3]中已有簡單的描述。對於Eq. (2.4)，要最小 化Cartesian product space的參數P0和P1。MLEC的問題可以被轉換成以下敘述的多目標最 佳化問題:
min(1 − w)D0(p0) + wD1(p1|p0) s.t.
(1) (1 − w) (R0(p0)) RB
(2) ( w) (R0(p0) + R1(p1|p0)) RE (2.5)
12
RB是BL所限制的最大Rate，而RE是EL所限制的最大Rate。在Eq. (2.5)中(2)的限制在 w = 0時沒有極限，但在接近1時收斂到RE。這目標和限制會隨權重因子的不同而改變。
因為Eq. (2.5)的多目標限制會因為w的變化而有改變，為了避免此問題，Lin et al.為 了MLEC發展了另一個RDO式子。在這個兩層的機制中，所提出的MLEC問題可用接下 選擇參數向量Pi的Distortion和Rate。pi的編碼參數可以被視為第i層現在的MB型態mode 的參數，也可以被看成ME時在第i層現在MB的動態向量。我們用以下公式簡化BL ME 的過程，假設V0 = V1:
min(1 − w) ·D0(v0) + w·D1(v0) + ( λ0 + λ1) · R0(v0) (2.8)
{v0，v1|v0}
13
在這方程式，v和v分別表達BL和EL的MV，Di(v)表示在第i層的原始訊號和預測 訊號的Sum of Absolute Error (SAE)。當base mode flag 等於0時，且motion prediction flag 等於1，EL的MV是直接用BL的MV，若以公式表示R1(p1|p0) = R1(v1 − v0)，表示直接 假設 v1 = v0，使得R1(p1|p0) ≈ R1(0) ≈ 0。
在Eq. (2.7)中，一組Mode Pair一次決定一組MLEC的動態資訊。經由設定w = 0，編 碼控制只針對BL的編碼效能做最佳化，而完全不考慮EL的失真;也就是說，R1(p1|p0)被 選擇為0(EL mode是skip mode)，當w等於1時，BL的參數只針對EL的編碼效能做最佳化 而不考慮BL的重建失真，所以R0(p0)被選擇為0(BL mode為Skip mode)。
2.3. Comparison and Summary
以下針對BLEC和MLEC的特性比較做總結:
在BLEC中，BL的編碼效能是以單一層為基礎，但EL總是會有些編碼效能的損 失。
在BLEC中，EL只能有限的重複利用BL的資訊，因為BL所選擇的編碼參數只 對BL做最佳化，不見得適合EL。
BLEC是以frame等級的編碼過程，但MLEC是一對MB等級的編碼過程。
在MLEC，可以權衡BL和EL的編碼效能，但明顯是更為複雜編碼過程。 來不同，但都是先決定BL mode，表示在決定EL mode時BL mode資訊都已經確定，所以 在式子(2.8)就不必考慮BL mode的資訊，剩下部分剛好是(2.4)這式子，只需考慮EL的單 一層編碼。根據以上觀察，雖然多目標問題公式不同，但我們可以將這兩種解決方法視 為相同。
另外，因為Schwarz’s和Lin’s的演算法雖然可以有不錯的time saving，但是演算法穩 定性卻是個問題，在Chapter 3中我們所提出的演算法將可以解決這個問題。
14