分布式视频编解码算法研究.doc

分布式视频编解码算法研究分布式视频编码DVC(DistributedVideoCoding)是建立在20世纪70年代提出的Slepian-Wolf和Wyner-Ziv多信源信息编码理论基础上的一种新的视频压缩编码框架。和传统的视频压缩编码方法相比,DVC具有可将计算复杂度在编解码端灵活分配、容错性能好的优点,同时还可以方便的实现可分级视频编码以及多视角视频编码等。这些优点使其在无线低功耗视频监控、无线多媒体传感器网络等众多飞速发展的无线视频应用领域中具有重要价值。本论文的工作围绕分布式视频编码展开,在对分布式视频编码的原理及框架的研究基础上,对其中几个关键技术问题进行了深入的分析与研究。研究的主要内容和取得的成果如下：1、对分布式视频编码的基础分布式信源编码算法进行了研究,提出了一种基于多进制LDPC码的分布式信源编码方法,并继续将其改进为基于累积多进制LDPC码的分布式信源编码方法。该方法可以直接对相关的多进制信源进行分布式编码,避免了传统方法在将多进制转为二进制时造成的相关性减弱。同时,该方法可对相关性非平稳的相关信源提供灵活可变的编码速率。实验结果表明在对非平稳相关多进制信源进行分布式编码时本方法优于传统的基于二进制LDPC码的方法。2、提出了一种联合比特面译码(JBPD)算法用于分布式视频解码。该方法利用已解码比特平面的结果作为先验信息,对其它比特平面进行解码,避免了独立比特面解码时存在的信源间相关性弱化,更充分利用了Wyner-Ziv帧与关键帧之间的相关性,可在不增加解码复杂度的情况下提升分布式视频编码的率失真性能。仿真结果表明,在其它环节相同时采用联合比特面译码算法的分布式视频编码系统比采用独立比特面译码的系统相比可大幅节省比特率,并且随着量化级数的增多,性能提升更为明显。3、对分布式视频编码的虚拟相关信道模型及帧重建算法进行了研究。提出了一种自适应的分布式视频编码帧重建算法。该方法基于分布式视频编码中辅助边信息帧与Wyner-Ziv帧之间的相关模型,可根据相关模型的参数、量化间隔大小及辅助边信息帧样点的取值,自适应的调整Wyner-Ziv帧每个样点的重建值。和传统的固定边界重建算法相比,该方法可以有效改善Wyner-Ziv帧解码图像的主观和客观质量；和基于经验值的改进边界重建算法相比,该方法适应性更强。仿真结果表明,在其它模块相同时,采用本文重建算法的分布式视频编码系统和采用固定边界重建算法的系统相比,相同编码速率下PSNR最多可提高0.91dB。4、对分布式视频编码的辅助边信息帧生成算法进行了研究。在充分考虑分析传统视频编码标准中的运动估计和运动补偿技术的基础上,实现了多种辅助边信息帧生成算法并比较了其性能,在此基础上还提出了一种采用可变大小宏块方法的边信息帧生成方法。