分布式視頻編解碼算法研究.pdf

1、分布式視頻編碼DVC（Distributed Video Coding）是建立在20世紀(jì)70年代提出的Slepian-Wolf和Wyner-Ziv多信源信息編碼理論基礎(chǔ)上的一種新的視頻壓縮編碼框架。和傳統(tǒng)的視頻壓縮編碼方法相比，DVC具有可將計(jì)算復(fù)雜度在編解碼端靈活分配、容錯(cuò)性能好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可以方便的實(shí)現(xiàn)可分級(jí)視頻編碼以及多視角視頻編碼等。這些優(yōu)點(diǎn)使其在無線低功耗視頻監(jiān)控、無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)等眾多飛速發(fā)展的無線視頻應(yīng)用領(lǐng)域中具有重

2、要價(jià)值。
　　 本論文的工作圍繞分布式視頻編碼展開，在對(duì)分布式視頻編碼的原理及框架的研究基礎(chǔ)上，對(duì)其中幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了深入的分析與研究。研究的主要內(nèi)容和取得的成果如下：
　　 1、對(duì)分布式視頻編碼的基礎(chǔ)分布式信源編碼算法進(jìn)行了研究，提出了一種基于多進(jìn)制LDPC碼的分布式信源編碼方法，并繼續(xù)將其改進(jìn)為基于累積多進(jìn)制LDPC碼的分布式信源編碼方法。該方法可以直接對(duì)相關(guān)的多進(jìn)制信源進(jìn)行分布式編碼，避免了傳統(tǒng)方法在將多進(jìn)制

3、轉(zhuǎn)為二進(jìn)制時(shí)造成的相關(guān)性減弱。同時(shí)，該方法可對(duì)相關(guān)性非平穩(wěn)的相關(guān)信源提供靈活可變的編碼速率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在對(duì)非平穩(wěn)相關(guān)多進(jìn)制信源進(jìn)行分布式編碼時(shí)本方法優(yōu)于傳統(tǒng)的基于二進(jìn)制LDPC碼的方法。
　　 2、提出了一種聯(lián)合比特面譯碼（JBPD）算法用于分布式視頻解碼。該方法利用已解碼比特平面的結(jié)果作為先驗(yàn)信息，對(duì)其它比特平面進(jìn)行解碼，避免了獨(dú)立比特面解碼時(shí)存在的信源間相關(guān)性弱化，更充分利用了Wyner-Ziv幀與關(guān)鍵幀之間的相關(guān)性，可在

4、不增加解碼復(fù)雜度的情況下提升分布式視頻編碼的率失真性能。仿真結(jié)果表明，在其它環(huán)節(jié)相同時(shí)采用聯(lián)合比特面譯碼算法的分布式視頻編碼系統(tǒng)比采用獨(dú)立比特面譯碼的系統(tǒng)相比可大幅節(jié)省比特率，并且隨著量化級(jí)數(shù)的增多，性能提升更為明顯。
　　 3、對(duì)分布式視頻編碼的虛擬相關(guān)信道模型及幀重建算法進(jìn)行了研究。提出了一種自適應(yīng)的分布式視頻編碼幀重建算法。該方法基于分布式視頻編碼中輔助邊信息幀與Wyner-Ziv幀之間的相關(guān)模型，可根據(jù)相關(guān)模型的參數(shù)、量

5、化間隔大小及輔助邊信息幀樣點(diǎn)的取值，自適應(yīng)的調(diào)整Wyner-Ziv幀每個(gè)樣點(diǎn)的重建值。和傳統(tǒng)的固定邊界重建算法相比，該方法可以有效改善Wyner-Ziv幀解碼圖像的主觀和客觀質(zhì)量；和基于經(jīng)驗(yàn)值的改進(jìn)邊界重建算法相比，該方法適應(yīng)性更強(qiáng)。仿真結(jié)果表明，在其它模塊相同時(shí)，采用本文重建算法的分布式視頻編碼系統(tǒng)和采用固定邊界重建算法的系統(tǒng)相比，相同編碼速率下PSNR最多可提高0.91dB。
　　 4、對(duì)分布式視頻編碼的輔助邊信息幀生成算法