專利名稱：基于odwt子帶分類的dvc解碼端邊信息幀生成方法
技術領域：
本發明涉及視頻編碼技術，特別是一種DVC(分布式視頻編碼)解碼端邊信息 (Sidelnformation，簡寫為Si)幀的生成方法。
背景技術：
傳統的視頻編碼標準，如MPEG和H. 26x等，采用的都是不對稱編碼方式，編碼器端隱含一個解碼器。編碼端的主要步驟包括變換、量化、熵編碼、相應的解碼過程以及運動估計和運動補償，因此編碼端的復雜度遠遠高于解碼端，尤其是運動估計和運動補償占用了大量的資源，使編碼端的復雜度在解碼端的5至10倍以上。這種技術不適用于編碼設備簡單而解碼設備復雜的場合，如無線視頻監控，物聯網建設等。DVC(分布式視頻編碼)是一種完全不同于傳統編碼的技術。根據Slapian 和Wolf建立的分布式無損編碼理論以及Wyner和Ziv提出的使用解碼端輔助信息 (Sidelnformation)的有損編碼理論，在該編碼框架中編碼端對各幀圖像進行獨立編碼， 不進行運動估計或只進行非常簡單的運動估計，尤其是省去了傳統視頻編碼算法中的反變換、反量化、運動補償等解碼重構過程；而解碼端則進行時域預測，利用生成的邊信息(源圖像的預測值)進行解碼和重構圖像，將復雜的運動估計/運動補償等算法從編碼器轉移到了解碼器，正好解決了編碼設備簡單而解碼設備復雜的問題。DVC的時域預測是在解碼端未知當前編碼信息的情況下進行的。時域預測生成的邊信息(Si)，也即對當前編碼的Wyner-ZiV幀(簡稱WZ幀)的預測，將極大的影響DVC的 CNM建模、碼率分配等環節，同時也是提升DVC RD性能的關鍵。因此SI的生成算法一直是 DVC的研究重點和難點。空域MCTI生成邊信息的方法是，把視頻幀分為兩類一類以Intra編碼模式進行編碼，稱為關鍵幀，其余的幀則進行WZ編碼稱為WZ幀。在解碼端使用與當前編碼的WZ幀相鄰的已解碼的前后兩幀作為預測的信息源，基于MEMC(Motion Estimate and MotionCompensation)的原理通過外推或者內插的方式生成Si。
發明內容
在DVC中當前編碼幀和時域預測生成的邊信息分處DVC編碼端和解碼端，該特點被稱為DVC的“盲”特點。但通過對比分析DVC、傳統視頻編碼標準和Wyner-Ziv定理，我們認為深層的原因是當前DVC解決方案可以使用的解碼邊信息集合所包含的有效信息遠遠少于傳統視頻編碼標準。本發明的目的是提供一種基于ODWT子帶分類的DVC解碼端邊信息幀生成方法，以擴充DVC使用的解碼邊信息集合所包含的有效信息，提高DVC的率失真性能。ODWT變換可以看作是連續小波變換的一種近似。在濾波器組實現方式中ODWT 同DWT的Mallat算法相比，主要差別在于=Mallat算法在每級分解后都要進行下采樣，而 ODffT則去掉了下采樣環節從而得到的是過采樣的輸出系數，這就是著名的“多孔算法”。
本發明基于ODWT子帶分類的DVC解碼端邊信息幀生成方法，包括以下步驟S1、采用ODWT變換將當前WZ幀的前后兩個相鄰關鍵幀分別分解為多個子帶；S2、計算所述兩個相鄰關鍵幀的差值的方差；S3、根據所述方差將所述兩個相鄰關鍵幀分解得到的子帶分成兩類，對其中一類中的子帶分別進行運動補償時域插值處理，得到一部分邊信息子帶，計算另一類中同級別子帶的平均值得到另一部分邊信息子帶；S4、對兩部分邊信息子帶進行逆 ODffT變換得到當前WZ幀的邊信息幀，所述前后兩個相鄰關鍵幀為解碼后的幀。對兩個相鄰關鍵幀的分解可通過下式實現
權利要求
1.基于ODWT子帶分類的DVC解碼端邊信息幀生成方法，其特征是，包括以下步驟S1、 采用ODWT變換將當前WZ幀的前后兩個相鄰關鍵幀分別分解為多個子帶；S2、計算所述兩個相鄰關鍵幀的差值的方差；S3、根據所述方差將所述兩個相鄰關鍵幀分解得到的子帶分成兩類，對其中一類中的子帶分別進行運動補償時域插值處理，得到一部分邊信息子帶，計算另一類中同級別子帶的平均值得到另一部分邊信息子帶；S4、對兩部分邊信息子帶進行逆 ODffT變換得到當前WZ幀的邊信息幀，所述前后兩個相鄰關鍵幀為解碼后的幀。
2.根據權利要求1所述的邊信息幀生成方法，其特征是對兩個相鄰關鍵幀的分解通過下式實現{Sk(x^j-\))k=ODWT(f(x,y,t-\))其中k表示子帶分解級別，k e [1，J]，J = 3*L+1，L為ODWT的分解級數。
3.根據權利要求1所述的邊信息幀生成方法，其特征是所述運動補償時域插值處理通過以下公式實現{SIkF^-dF/2,SI)}k=({Sk( ,t + l)}k+{Sk( -dF,t-l)}k)/2{SIkB^-dB/2,SI)}k=({Sk( -dB,t + l)}k+{Sk( ,t-l)}k)/2[SIk (P, si)}k = asikB (P, Siysk + {sikB (P, si))k) / 2其中P= [X y]T，分別為前向和后向運動估計獲得的運動矢量。
全文摘要
一種基于ODWT子帶分類的DVC解碼端邊信息幀生成方法，包括以下步驟S1、采用ODWT變換將當前WZ幀的前后兩個相鄰關鍵幀分別分解為多個子帶；S2、計算所述兩個相鄰關鍵幀的差值的方差；S3、根據所述方差將所述兩個相鄰關鍵幀分解得到的子帶分成兩類，對其中一類中的子帶分別進行運動補償時域插值處理，得到一部分邊信息子帶，計算另一類中同級別子帶的平均值得到另一部分邊信息子帶；S4、對兩部分邊信息子帶進行逆ODWT變換得到當前WZ幀的邊信息幀，所述前后兩個相鄰關鍵幀為解碼后的幀。本方法有效提高了邊信息的生成質量，提高了DVC的率失真性能。
文檔編號H04N7/50GK102333218SQ201110285240
公開日2012年1月25日 申請日期2011年9月23日 優先權日2011年9月23日
發明者房勝, 王鑫, 袁春 申請人:清華大學深圳研究生院