[发明专利]一种基于ODWT子带实时生成高质量DVC解码端边信息的方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术、视频编码技术。具体讲本发明涉及一种分布式视频编码技术DVC(Distributed Video Coding)解码端边信息SI(Side Information)的质量提升方法。

背景技术

分布式视频编码技术DVC是在Slepian-Wolf编码，又称为分布式信源编码(DSC:Distributed Source Coding)的基础上实现的。DVC编码主要面向资源有限的移动设备的低复杂度视频编码场景，由于采用独立编码联合解码的策略，具有高计算复杂度的运动估计ME(Motion Estimation)被移到了解码端进行，从而极大的改善了编码端对于计算资源的需求。

DVC解码端在工作的过程中需要首先生成边信息SI用于解码。SI的质量对于DVC编解码技术的率失真性能具有决定性的影响。生成边信息SI有多种方法，目前使用频繁的方法是在Stanford DVC系统中提出的，该方法把视频帧分为两类：一类以Intra编码模式进行编码，称为关键帧，其余的帧则进行WZ编码称为WZ帧。在解码端使用与当前编码的WZ帧相邻的已解码的前后两帧作为预测的信息源，基于运动估计运动补偿MEMC(Motion Estimation and Motion Compensation)的原理生成的，称为运动补偿时域插值方法MCTI(Motion Compensated Temporal Interpolation)。

在最近几年中很多研究者对如何提高边信息的质量进行了研究，并提出了很多方法。但这些方法都存在模型复杂、适用性不广等问题。大部分DVC边信息都是在空域中生成的。

除上述基于空域MCTI的方法外，还有一种在ODWT域的各级子带进行MCTI生成边信息的方法。其采用如下方法生成DVC边信息。首先在解码端对当前WZ帧的前后相邻两帧进行ODWT变换，获得多级子带。然后计算相邻关键帧的差值的绝对值的方差。将这个方差与预先设定的阈值进行比较来决定哪几个子带需要进行MCTI，哪些子带不需要MCTI，而是直接使用平均值来作为预测。假设ODWT变换级数是2，那么需要两个阈值来决定ODWT变换获得的1级、2级子带中哪些需要进行MCTI变换。与基于空域MCTI的方法相比，该方法通过将MCTI从空域迁移到ODWT变换域显著地提升了边信息的质量，但是该方法在实时编码中存在一些问题如下：首先该方法显著的增加了解码端的计算量。如果采用与空域MCTI相同的搜索块大小和搜索范围，ODWT变换为2级的换，那么最坏情况下的计算量将是空域MCTI的7倍。其次，更为重要的是如果要获得较好的结果，就必须恰当的设置用来进行子带分类的阈值。对于非实时编码来说，可以通过统计等方法获得较好的分类阈值。但在实时编码中由于不知道将来的视频信息，就难以生成最佳阈值，严重降低生成的边信息质量。而且该方法中的阈值并不具有普遍性，即在一个视频序列中设定的阈值迁移到另一个视频序列中都会失效。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的任务在于提供一种基于ODWT子带实时生成高质量DVC解码端边信息的方法；本发明以较低的计算复杂度增长为代价，实现在实时DVC编码中提升空域MCTI生成边信息质量。

其技术解决方案是：

一种基于ODWT子带实时生成高质量DVC解码端边信息的方法，包括下列步骤：

a在当前WZ帧前后相邻的两帧之间进行空域运动补偿时域插值，获得当前WZ帧的边信息SI_s，以及对应的空域运动矢量MV_s，SI_s可以视为是DVC解码端形成的对当前WZ帧的预测帧；然后进入步骤b，

b计算空域运动矢量的绝对值|MV_s|的均值Ave(|MV_s|)和方差Var(|MV_s|)；然后进入步骤c，

c根据Ave(|MV_s|)和Var(|MV_s|)判定是否需要对边信息SI_s进行增强；如果需要，进入步骤d；如不需要，则令S=SI_s，并进入步骤e；