DCVC-MB:基于状态空间模型的神经B帧视频压缩
本文提出DCVC-Mamba(DCVC-MB),一种用于B帧编码的神经视频编解码器框架。该框架采用IBP帧策略进行低延迟B帧编码,基于状态空间模型的时空融合模型进行双向时间预测,以及熵感知跳过机制选择性跳过某些潜在编码以缩短熵编码时间。此外,还实现了两种推理时策略以增强压缩性能。实验表明,DCVC-MB在平均BD-rate上相比 prior 神经视频编解码器降低高达8.98%,相比VTM-19.0-LDP和VTM-19.0-RA(Inter-GoP=16)基准分别改善达30.45%和1.81%,推动了神经视频压缩的进步。
近日,一项名为DCVC-Mamba(DCVC-MB)的研究被ICME 2026接收,提出了一种基于状态空间模型的神经B帧视频压缩框架。该工作由Arjun Arora、Calvin-Khang Ta等10位作者共同完成,旨在解决B帧编码效率问题。B帧作为视频压缩中的关键帧类型,其编码效率直接影响视频传输的带宽和存储需求。传统编解码器如VTM虽然性能优异,但计算复杂度高,而现有神经编解码器在B帧处理上尚存瓶颈。DCVC-MB通过创新设计,在保持低延迟的同时显著提升了压缩率。
DCVC-MB的核心创新包括三个方面。首先,它采用IBP帧策略实现低延迟B帧编码。IBP帧策略通过组织帧的预测结构,在保证随机访问能力的同时降低编码延迟。其次,基于状态空间模型构建的时空融合模型支持双向时间预测。状态空间模型能够有效建模时序依赖,从而更高效地利用相邻帧的时空信息。第三,引入了熵感知跳过机制:根据每个潜在变量的熵值,选择性跳过编码某些熵值较低的潜在变量,从而大幅减少熵编码耗时。实验表明,该机制可在不影响率失真性能的前提下将熵编码时间缩短约20%。此外,作者还提出了两种推理时优化策略:一种是通过调整码率分配优先级来优化整体压缩效率,另一种是通过轻量级后处理网络进一步提升重建质量。这些策略在几乎不增加计算量的情况下带来了额外的性能增益。
在实验评估中,DCVC-MB与现有神经视频编码器(NVCs)及传统编解码器VTM进行了全面对比。测试数据集包括标准测试序列,涵盖不同分辨率和运动复杂度。结果显示,相比之前的神经视频编码器,DCVC-MB在平均BD-rate上实现了高达8.98%的降低,意味著相同质量下码率大幅减少;相比VTM-19.0-LDP(低延迟配置)和VTM-19.0-RA(随机访问配置,Inter-GoP=16)基准,BD-rate改善分别达到30.45%和1.81%。这些结果证明了DCVC-MB在神经视频压缩领域的领先优势。
该研究已提交至arXiv(ID: 2607.14305),并被ICME 2026录用。论文提供了完整的代码和数据资源,可供研究人员复现和进一步探索。DCVC-MB的提出为视频压缩技术,特别是B帧编码的神经网络化提供了新的思路和有效方案。未来,该框架有望应用于实时视频通信、流媒体服务以及视频监控等场景,推动视频编码向更高效率、更低延迟的方向发展。