一種基于ODWT子帶實時生成高質量DVC解碼端邊信息的方法技術

本發明專利技術公開了一種基于ODWT子帶實時生成高質量DVC解碼端邊信息的方法，包括步驟：a在當前WZ幀前后相鄰的兩幀之間進行空域運動補償時域插值，獲得當前WZ幀的邊信息SIs，以及對應的空域運動矢量MVs；b計算空域運動矢量的絕對值|MVs|的均值Ave(|MVs|)和方差Var(|MVs|)；c根據Ave(|MVs|)和Var(|MVs|)判定是否需要對邊信息SIs進行增強；如果需要，進入步驟d；如不需要，則令S=SIs，并進入步驟e；d首先對相鄰幀進行2級ODWT變換，分解為7個子帶Sk，然后使用MVs作為運動矢量的初始值在各子帶Sk間進行運動估計，重新計算各個子帶對應的預測信息Pk，最后將｛Pk｝進行ODWT逆變換生成增強后的邊信息SIODWT，并令S=SIODWT；e輸出邊信息S。本發明專利技術以較低的計算復雜度增長為代價，實現提升空域MCTI生成的邊信息質量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于圖像處理技術、視頻編碼技術。具體講本專利技術涉及一種分布式視頻編碼技術 DVC (Distributed Video Coding)解碼端邊信息 SI (Side Information)的質量提升方法。
技術介紹
分布式視頻編碼技術DVC是在Slepian-Wolf編碼，又稱為分布式信源編碼(DSC:Distributed Source Coding)的基礎上實現的。DVC編碼主要面向資源有限的移動設備的低復雜度視頻編碼場景，由于采用獨立編碼聯合解碼的策略，具有高計算復雜度的運動估計ME (Motion Estimation)被移到了解碼端進行，從而極大的改善了編碼端對于計算資源的需求。DVC解碼端在工作的過程中需要首先生成邊信息SI用于解碼。SI的質量對于DVC編解碼技術的率失真性能具有決定性的影響。生成邊信息SI有多種方法，目前使用頻繁的方法是在Stanford DVC系統中提出的，該方法把視頻幀分為兩類: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，基于運動估計運動補償MEMC(MotionEstimation and Motion Compensation)的原理生成的，稱為運動補償時域插值方法MCTI(Motion Compensated Temporal Interpolation)。在最近幾年中很多研究者對如何提高邊信息的質量進行了研究，并提出了很多方法。但這些方法都存在模型復雜、適用性不廣等問題。大部分DVC邊信息都是在空域中生成的。除上述基于空域MCTI的方法外，還有一種在ODWT域的各級子帶進行MCTI生成邊信息的方法。其采用如下方法生成DVC邊信息。首先在解碼端對當前WZ幀的前后相鄰兩幀進行ODWT變換，獲得多級子帶。然后計算相鄰關鍵幀的差值的絕對值的方差。將這個方差與預先設定的閾值進行比較來決定哪幾個子帶需要進行MCTI，哪些子帶不需要MCTI，而是直接使用平均值來作為預測。假設ODWT變換級數是2，那么需要兩個閾值來決定ODWT變換獲得的I級、2級子帶中哪些需要進行MCTI變換。與基于空域MCTI的方法相比，該方法通過將MCTI從空域遷移到ODWT變換域顯著地提升了邊信息的質量，但是該方法在實時編碼中存在一些問題如下:首先該方法顯著的增加了解碼端的計算量。如果采用與空域MCTI相同的搜索塊大小和搜索范圍，ODffT變換為2級的換，那么最壞情況下的計算量將是空域MCTI的7倍。其次，更為重要的是如果要獲得較好的結果，就必須恰當的設置用來進行子帶分類的閾值。對于非實時編碼來說，可以通過統計等方法獲得較好的分類閾值。但在實時編碼中由于不知道將來的視頻信息，就難以生成最佳閾值，嚴重降低生成的邊信息質量。而且該方法中的閾值并不具有普遍性，即在一個視頻序列中設定的閾值遷移到另一個視頻序列中都會失效。
技術實現思路
為了克服現有技術的不足，本專利技術的任務在于提供一種基于ODWT子帶實時生成高質量DVC解碼端邊信息的方法；本專利技術以較低的計算復雜度增長為代價，實現在實時DVC編碼中提升空域MCTI生成邊信息質量。其技術解決方案是:一種基于ODWT子帶實時生成高質量DVC解碼端邊信息的方法，包括下列步驟:a在當前WZ幀前后相鄰的兩幀之間進行空域運動補償時域插值，獲得當前WZ幀的邊信息SIs，以及對應的空域運動矢量MVS，SIs可以視為是DVC解碼端形成的對當前WZ幀的預測幀；然后進入步驟b，b計算空域運動矢量的絕對值IMVsI的均值Ave (I MVs I)和方差Var(IMVsI);然后進入步驟C,C根據Ave(IMVsI)和Var (| MVs |)判定是否需要對邊信息SIs進行增強；如果需要，進入步驟d ;如不需要，則令S=SIs,并進入步驟e ；d首先對相鄰幀進行2級ODWT變換，分解為7個子帶Sk，k e [1,7],然后使用MVs作為運動矢量的初始值在各子帶Sk間進行運動估計，重新計算各個子帶對應的預測信息Pk,最后將{Pk}進行ODWT逆變換生成增強后的邊信息SIcmt,并令S=SImiwt ；e輸出邊信息S。上述步驟c中，首先計算Ave (| MVs |)和Var (| MVs |) ,Ave和Var分別代表求均值和方差的函數，然后計算二者之間的一個比值關系，并與某個預先設定的閾值thl比較，當大于thl時進入步驟d對邊信息SIs進行增強；當小于thl時則把Var (IMVsI)與另一個預先設定的閾值th2進行比較，當大于th2時也進入步驟d對邊信息SIs進行增強，當小于th2時則進入步驟e。上述步驟d中，首先對與當前WZ幀相鄰的兩個重構幀按下式進行2級ODWT變換本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于ODWT子帶實時生成高質量DVC解碼端邊信息的方法，其特征在于包括下列步驟：a在當前WZ幀前后相鄰的兩幀之間進行空域運動補償時域插值，獲得當前WZ幀的邊信息SIs，以及對應的空域運動矢量MVs，SIs可以視為是DVC解碼端形成的對當前WZ幀的預測幀；然后進入步驟b，b計算空域運動矢量的絕對值|MVs|的均值Ave(|MVs|)和方差Var(|MVs|)；然后進入步驟c，c根據Ave(|MVs|)和Var(|MVs|)判定是否需要對邊信息SIs進行增強；如果需要，進入步驟d；如不需要，則令S=SIs，并進入步驟e；d首先對相鄰幀進行2級ODWT變換，分解為7個子帶Sk，k∈[1,7]，然后使用MVs作為運動矢量的初始值在各子帶Sk間進行運動估計，重新計算各個子帶對應的預測信息Pk，最后將｛Pk｝進行ODWT逆變換生成增強后的邊信息SIODWT，并令S=SIODWT；e輸出邊信息S。

【技術特征摘要】
1.種基于ODWT子帶實時生成高質量DVC解碼端邊信息的方法，其特征在于包括下列步驟: a在當前WZ幀前后相鄰的兩幀之間進行空域運動補償時域插值，獲得當前WZ幀的邊信息SIs，以及對應的空域運動矢量MVS，SIs可以視為是DVC解碼端形成的對當前WZ幀的預測幀；然后進入步驟b， b計算空域運動矢量的絕對值IMVsI的均值Ave(ImvsI)和方差Var(IMvsI);然后進入步驟c, C根據Ave(IMVsI)和Var(IMVsI)判定是否需要對邊信息SIs進行增強；如果需要，進入步驟d ;如不需要，則令S=SIs,并進入步驟e ； d首先對相鄰幀進行2級ODWT變換，分解為7個子帶Sk，k e [1,7],然后使用MVs作為運動矢量的初始值在各子帶Sk間進行運動估計，重新計算各個子帶對應的預測信息Pk，最后將{Pk}進行ODWT逆變換生成增強后的邊信息SImwT，并令S=S1twt ； e輸出邊信息S。2.據權利要求1所述的一種基于ODWT子帶實時生成高質量DVC解碼端邊信息的方法，其特征在于上述步驟c中，首先計算Ave (I MVs I)和Var (| MVs |), Ave和Var分別代表求均值和方差的函數，然后計算二者 之間的一個比值關系，并與某個預先設定的閾值thl比較，當大于thl時進入步驟d對邊信息SIs進行增強；當小于th...

【專利技術屬性】
技術研發人員：房勝，汴紫涵，梁永全，
申請(專利權)人：山東科技大學，
類型：發明
國別省市：