[发明专利]基于帧内模式决策的混合分布式视频编码方法

说明书

技术领域

本发明申请是属于视频编码方法领域，尤其是一种能够改进率失真性能的基于帧内模式决策的混合分布式视频编码方法。

背景技术

分布式视频编码(DVC)是近几年内刚刚发展起来的一种思路新颖的视频编码框架。与其它成熟的视频压缩技术相比(如MPEG系列，H.26*系列等)，DVC具有“低复杂度编码”、一定程度的鲁棒性等优点，适用于新兴的要求“友好上传”的视频通信服务(如移动照相，无线传感器网络、网络视频监控等)。DVC利用了70年代信息论中的Slepian-Wolf和Wyner-Ziv边信息信源编码理论，试图实现相邻帧的“分离编码联合解码”的分布式信源编码模式，将运算量庞大的运动搜索从编码端部分或全部移动到解码端，从而实现“低复杂度编码”，这与以往MPEG方法中利用相邻帧的相关性进行运动估计预测编码的“高复杂度编码”有着本质区别。尽管分布式信源编码的思想早在上世纪70年代已经提出，但仅在近几年随着高性能的信道码的出现，如Turbo码，LDPC码等，一些实用的DVC框架才涌现出来。

在现有DVC编码框架中，关键帧采用传统的帧内编码方式，而其余帧采用Wyner-Ziv编码模式，即一种“帧内编码，帧间解码”的编码模式，所以被称为Wyner-Ziv帧。根据Wyner-Ziv帧的编码模式，目前的DVC可以分为两类，包括像素域DVC和变换域DVC，比如DCT域的DVC。相对于像素域DVC，DCT域DVC利用DCT变换去除了图像的空间相关性因而进一步改善了率失真性能。但在DCT域的DVC中，选择DCT各频带系数的最佳联合量化器是一件较复杂的工作。AnneAaron提出了残差DVC，此方案对当前帧与参考帧之间的残差帧使用像素域Wyner-Ziv编码器进行压缩。由于残差DVC在编码端一定程度地去除了当前帧和参考帧之间的时间相关性，它具有与DCT域DVC几乎相同的率失真性能。同时，残差DVC克服了选择最佳联合量化器的困难。但是残差DVC的率失真性能仍需要进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种能能够改进率失真性能的基于帧内模式决策的混合分布式视频编码方法。

本发明的技术方案是：基于帧内模式决策的混合分布式视频编码方法，其特征是包括下列步骤：

I.低复杂度编码，具体包括下列步骤：

(1).读取设定值l、T₁、T₂、T₃：其中l是一个图像组(GOP)所包含的所有图像帧的个数，T₁和T₂是时间相关性判断准则的门限值、T₃是空间相关性判断准则的门限值，然后读取GOP+1个图像值；

(2).对关键帧的H.264/AVC帧内编码，生成H.264帧内码流，然后发送到解码端；

(3).对关键帧的H.264/AVC帧内解码；

(4).生成当前Wyner-Ziv帧的参考帧W_re，具体方法是利用公式

W_re＝αK′_j+βK′_j+1    (1)

其中，K′_i和K′_i+1分别为当前Wyner-Ziv相邻的前一个和下一个已解码的关键帧；α＝1-r/l，β＝1-α，其中r为当前编码帧与前一个关键帧K′_i之间的距离，即帧数，l表示这个图片组(GOP)中所有帧的个数。

(5).生成残差帧：残差帧是指当前要编码的Wyner-Ziv帧W与其参考帧的差值，即残差帧D＝W-W_re；

(6).对残差帧进行离散小波变换：对D＝W-W_re进行离散小波变换即DWT，输出小波图像C_d；

(7).对小波图像产生小波块；

(8).对每个小波块进行帧内模式决策编码的判断：每个小波块，利用公式(2)(3)计算其时间相关性参数E_LL、空间相关性参数ρ²，在条件1：E_LL≥T₁或条件2：T₂≤E_LL＜T₁且ρ²≤T₃满足时，其编码模式参数设定为1，其余情况下编码模式参数设定为0。

其中，时间相关性参数计算根据当前小波块的低频能量E_LL：