無反饋信道的分布式視頻編碼技術(shù)研究.pdf

1、分布式視頻編碼是一種與傳統(tǒng)混合視頻編碼體系完全不同的視頻編碼體系。其理論基礎(chǔ)是分布式編碼理論,主要包括:(1),Slepian與Wolf建立的二元相關(guān)信源序列的無損編碼定理,以及(2),Wyner和Ziv建立的解碼端存在邊信息的信源編碼理論(也即有損分布式編碼理論)。將分布式編碼理論與視頻編碼相結(jié)合而產(chǎn)生的分布式視頻編碼,潛在地能夠獲得許多新的特性,諸如:更加靈活的編解碼端之間的復(fù)雜度分配,較低的編碼器復(fù)雜度(相對(duì)于同等級(jí)別的混合視頻編

2、碼體系),針對(duì)信道噪聲的較高的魯棒性,編碼端不一定需要精確的時(shí)域預(yù)測(cè)圖像塊、甚至不需要參考圖像。因此,分布式視頻編碼體系在最近十年獲得了廣泛的研究和關(guān)注。
　　 由于自然視頻圖像序列的內(nèi)容變化范圍極大,不同的編碼單元所需要的碼率也不盡相同;同時(shí),分布式視頻編碼中,編碼器不生成精確的時(shí)域預(yù)測(cè)圖像塊,因此也就很難在線地精確的估計(jì)每個(gè)編碼單元所需要的碼率。這個(gè)就是分布式視頻編碼中的碼率分配的挑戰(zhàn)。現(xiàn)有系統(tǒng)大多是以自適應(yīng)碼率技術(shù)和反饋信

3、道技術(shù)為基礎(chǔ),首先由編碼端傳輸當(dāng)前編碼單元的部分碼流到解碼端,并由解碼端嘗試解碼這部分碼流,若解碼不成功,那么解碼端將通過反饋信道向編碼端申請(qǐng)?jiān)搯卧母嘈畔⒈忍亍；诜答佇诺赖姆植际揭曨l編碼的優(yōu)勢(shì)在于,可以精確分配比特以獲得較高的壓縮效率。但是,反饋信道本身的硬件成本、反饋信道上的延遲對(duì)編碼和解碼過程的影響、編解碼端復(fù)雜的同步和交互,這些不利因素都將制約基于反饋信道的分布式視頻編碼的應(yīng)用前景。
　　 本文主要研究無反饋信道的W

4、yner-Ziv視頻編碼系統(tǒng)。核心的研究目標(biāo)是以較低的編碼器復(fù)雜度來實(shí)現(xiàn)較高的編碼效率。首先,這個(gè)系統(tǒng)被劃分成關(guān)鍵幀的編碼子系統(tǒng)和Wyner-Ziv幀的編碼子系統(tǒng),并分別對(duì)它們的關(guān)鍵問題進(jìn)行分析和研究。本文的主要研究成果如下:
　　 1、關(guān)鍵幀的編碼子系統(tǒng)中,著重分析了H.264/AVC的Ⅰ條帶的幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)。利用Sobel算子計(jì)算出原始圖像的邊緣角度和強(qiáng)度后,可以通過統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)得到圖像紋理與幀內(nèi)預(yù)測(cè)最佳模式之間的關(guān)系,基于這個(gè)關(guān)

5、系,本文提出了一個(gè)H.264/AVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)的快速算法,在幾乎不降低編碼效率的前提下,大幅度降低了Ⅰ條帶的編碼復(fù)雜度。
　　 2、論文給出了Wyner-Ziv幀的編碼子系統(tǒng)中源信息和邊信息之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系的數(shù)學(xué)建模,然后,從這個(gè)模型出發(fā),推導(dǎo)出了陪集碼的參數(shù)向量的生成方法,以及陪集碼參數(shù)向量的率失真優(yōu)化方法。
　　 3、為了研究哈希簽名最優(yōu)長(zhǎng)度與編碼圖像塊自身特性之間的關(guān)系,對(duì)Wyner-Ziv幀的編碼子系統(tǒng)中哈希沖突的條

6、件概率的進(jìn)行了詳細(xì)的研究。本文提出了以圖像塊的非零系數(shù)個(gè)數(shù)作為哈希沖突概率的條件變量,來統(tǒng)計(jì)哈希沖突的條件概率?；诖朔治?本論文提出的哈希函數(shù)的自適應(yīng)選擇算法和相應(yīng)的非零前綴技術(shù)以提高Wyner-Ziv編碼的壓縮效率;
　　 4、本論文特別研究了自然視頻編解碼過程中的一類常見情況。這種情況是,參考圖像中的Co-located圖像塊可以作為一個(gè)邊信息輔助解碼器正確解碼已傳輸?shù)拇a流。本論文首先分析了這種情況在自然視頻圖像序列中的發(fā)