一種分布式視頻編碼中邊信息生成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分布式視頻編碼中邊信息生成方法，在編碼端分別計(jì)算出原始幀與前后相鄰關(guān)鍵幀之間相同位置塊的離散余弦系數(shù)差值，并與預(yù)定的閾值比較，得到分類信息值，從而判定該位置塊為運(yùn)動(dòng)緩慢或運(yùn)動(dòng)劇烈模式；如果位置塊運(yùn)動(dòng)緩慢，編碼端直接將該位置塊丟棄不傳，然后將分類信息值傳送到解碼端，解碼端按照直接插值算法生成邊信息；如果位置塊運(yùn)動(dòng)劇烈，則將分類信息值傳送到解碼端，解碼端按照精細(xì)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)插值算法生成邊信息。本發(fā)明方法在不增加編碼復(fù)雜度的情況下，不僅提高了編碼效率，又能以較小的解碼代價(jià)獲得更精確的邊信息，從而有效提高圖像解碼質(zhì)量。
【專利說明】一種分布式視頻編碼中邊信息生成方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于視頻壓縮領(lǐng)域，涉及一種在分布式視頻編碼中邊信息生成方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]分布式視頻編碼(Distributed Video Coding，DVC)是基于20世紀(jì)70年代Slepian.Wolf以及Wyner.Ziv提出的信息理論而建立的,將編碼器運(yùn)算復(fù)雜度轉(zhuǎn)移到解碼器。其特點(diǎn)是編碼簡單、解碼較復(fù)雜、壓縮性能接近傳統(tǒng)的編碼方式、抗誤碼能力強(qiáng)，適用于無線網(wǎng)絡(luò)中資源受限的視頻編碼設(shè)備等。
[0005]目前，國內(nèi)外對(duì)分布式視頻編碼方案的研究大多側(cè)重于邊信息的研究，因?yàn)檫呅畔⒌馁|(zhì)量嚴(yán)重影響著視頻圖像恢復(fù)的性能。分布式視頻編碼系統(tǒng)通常將視頻幀分為關(guān)鍵幀(足幀)和Wyner-Ziv幀(妒幀)。解碼?Τ幀時(shí)，首先利用前、后己解碼的相鄰關(guān)鍵幀
生成當(dāng)前,幀的一個(gè)估計(jì)幀，稱之為邊信息(SI)，然后結(jié)合邊信息和接收到的碼流信息對(duì)W幀進(jìn)行解碼。分布式視頻編碼性能很大程度上依賴于邊信息與原始F幀的相關(guān)性，生成的邊信息與原始FF幀相似度越高，W幀的恢復(fù)圖像質(zhì)量就越高。因此，準(zhǔn)確生成邊信息是提高分布式視頻編碼效率的一個(gè)關(guān)鍵問題。產(chǎn)生邊信息最簡單的方法就是直接調(diào)用前一解碼關(guān)鍵幀，或者前后兩個(gè)關(guān)鍵幀的平均值來產(chǎn)生邊信息。然而，當(dāng)視頻序列運(yùn)動(dòng)趨勢劇烈時(shí)，直接法或平均法產(chǎn)生的邊信息很不可靠?，F(xiàn)有的生成邊信息最典型的是基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí)域內(nèi)插(MCTI)方法，它主要包括3個(gè)步驟:運(yùn)動(dòng)估計(jì)、運(yùn)動(dòng)矢量(MV)修正和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償插值，但是會(huì)增加解碼器的復(fù)雜度，導(dǎo)致一定的時(shí)延，不適合用在實(shí)時(shí)性傳輸?shù)膱鼍袄?。另外，傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償插值方案對(duì)所有位置塊都采用相同的邊信息生成算法，忽略了視頻序列中各區(qū)域運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈程度不均的特性。
[0006] 實(shí)際場景中視頻序列相鄰幀之間的相似度非常高，特別是野外環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測等應(yīng)用場合，只有少量相鄰幀有明顯變動(dòng)。本文從編碼端去冗余及邊信息獲取兩方面對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)后的邊信息方法既能消除大量的幀間冗余，又能以較小的解碼代價(jià)獲得更精確的邊信息，從而有效提高圖像解碼質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問題:本發(fā)明針對(duì)視頻序列中各區(qū)域運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈程度不均的特性，提供一種能夠在編碼端消除大量幀間冗余，在解碼端充分挖掘統(tǒng)計(jì)信息，生成更加準(zhǔn)確的邊信息圖像，從而提高了整個(gè)編碼系統(tǒng)率失真性能的分布式視頻編碼中邊信息生成方法。
技術(shù)方案:本發(fā)明的分布式視頻編碼中邊信息生成方法，包括如下步驟:
I)在編碼端，通過采用絕對(duì)誤差和準(zhǔn)則，分別計(jì)算出原始幀與前后相鄰關(guān)鍵幀之間相同位置塊的離散余弦系數(shù)差值SAD ；
2)將步驟I)中計(jì)算得到的兩個(gè)離散余弦系數(shù)差值SAD與預(yù)定的閾值％比較，若都小
于該閾值，則位置塊的分類信息值為O，判定該位置塊運(yùn)動(dòng)緩慢，編碼端直接將該位置塊丟棄不傳，然后將分類信息值傳送到解碼端后進(jìn)入步驟3);反之，則該分類信息值為1，判定該位置塊運(yùn)動(dòng)劇烈，并將分類信息值傳送到解碼端后進(jìn)入步驟4)；
3)解碼端按照直接插值算法生成邊信息，即將與原始幀相關(guān)性強(qiáng)的關(guān)鍵幀對(duì)應(yīng)塊復(fù)制到邊信息中；
4)解碼端按照精細(xì)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)插值算法生成邊信息，即結(jié)合絕對(duì)誤差準(zhǔn)則和邊界平均絕對(duì)差準(zhǔn)則對(duì)位置塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，獲得最佳初始運(yùn)動(dòng)矢量，然后對(duì)最佳初始運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行優(yōu)化，最后利用優(yōu)化后的最佳運(yùn)動(dòng)矢量內(nèi)插生成邊信息，優(yōu)化為通過雙向運(yùn)動(dòng)估計(jì)和加權(quán)中值濾波器對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量場進(jìn)行平滑修正。
[0008]本發(fā)明方法的步驟I)中，按照下式計(jì)算出原始幀和前后相鄰關(guān)鍵幀之間相同位置塊的離散余弦系數(shù)差值:
【權(quán)利要求】
1.一種分布式視頻編碼中邊信息生成方法，其特征在于，該方法包含以下步驟: 1)在編碼端，通過采用絕對(duì)誤差和準(zhǔn)則，分別計(jì)算出原始幀與前后相鄰關(guān)鍵幀之間相同位置塊的離散余弦系數(shù)差值SAD ； 2)將所述步驟I)中計(jì)算得到的兩個(gè)離散余弦系數(shù)差值SAD與預(yù)定的閾值％比較，若都小于該閾值，則位置塊的分類信息值為O，判定該位置塊運(yùn)動(dòng)緩慢，編碼端直接將該位置塊丟棄不傳，然后將分類信息值傳送到解碼端后進(jìn)入步驟3);反之，則該分類信息值為1，判定該位置塊運(yùn)動(dòng)劇烈，并將分類信息值傳送到解碼端后進(jìn)入步驟4)； 3)解碼端按照直接插值算法生成邊信息，即將與原始幀相關(guān)性強(qiáng)的關(guān)鍵幀對(duì)應(yīng)塊復(fù)制到邊信息中； 4)解碼端按照精細(xì)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)插值算法生成邊信息，即結(jié)合絕對(duì)誤差準(zhǔn)則和邊界平均絕對(duì)差準(zhǔn)則對(duì)位置塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，獲得最佳初始運(yùn)動(dòng)矢量，然后對(duì)所述最佳初始運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行優(yōu)化，最后利用優(yōu)化后的最佳運(yùn)動(dòng)矢量內(nèi)插生成邊信息，所述優(yōu)化為通過雙向運(yùn)動(dòng)估計(jì)和加權(quán)中值濾波器對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量場進(jìn)行平滑修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式視頻編碼中邊信息生成方法，其特征在于，所述步驟I)中，按照下式計(jì)算出原始幀和前后相鄰關(guān)鍵幀之間相同位置塊的離散余弦系數(shù)差值:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種分布式視頻編碼中邊信息生成方法，其特征在于，在所述步驟4)中，結(jié)合絕對(duì)誤差和準(zhǔn)則和邊界平均絕對(duì)差準(zhǔn)則對(duì)位置塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的具體流程為: 首先在后向相鄰關(guān)鍵幀的匹配窗H范圍內(nèi)搜索(JT-1f) =ltO7-O次與前向相鄰關(guān)鍵幀的位置塊最接近的匹配塊，其中M和沢分別表示位置塊的長和寬，X和F分別表示匹配窗的長和寬，并按照下式計(jì)算該匹配塊與位置塊之間的匹配誤差:
【文檔編號(hào)】H04N7/26GK103475879SQ201310408052
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】張登銀, 吳媛媛, 王雪梅, 程春玲 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)