抑制漂移误差的多描述视频编码*

针对多描述编码的漂移问题,提出一种基于H.264的多描述编码方案。该方案先对原始图像空间域采样形成两个子图像,然后通过相关联的两路H.264编码器,生成包含相同运动信息的描述,并在解码端采用自适应三次线性插值法恢复补偿信息,达到抑制漂移误差的目的。实验结果表明,该方案能有效提高编码效率,同时获得较好的视频传输质量。     

半反馈和单向分布式视频编码算法研究

由于基于理想反馈重传策略的分布式视频编码方案非实际可行的系统;另外,由于边信息和分布式帧之间的近似度对分布式视频压缩效率影响较大,但相关研究较少,为此,为了研究切实可行的分布式视频编码系统,通过统计分析边信息与分布式帧的相似度,提出了一种基于PSNR的半反馈分布式视频编码方案。为满足无反馈信道的应用场合,进一步提出了基于PSNR的单向分布式视频编码方案。实验结果表明,该方案在编码复杂度增加不大的条件下,不仅切实可行,同时有效地降低了译码复杂度,且能灵活控制传输码率,但视频解码质量稍逊于理想的反馈重传分布式视频编码。     

多描述编码技术的新发展

随着通信与视频编码技术的发展，通过网络与无线信道传输视频内容成为可能，但在这些应用环境下，视频内容会因为丢包(网络)或信道失效(无线信道)而造成数据丢失。解决信道传输错误的问题可以从信源编码、信道编码及信源信道联合编码3种途径进行改进。如今多描述编码已被证明是克服传输错误，尤其是丢包的一种有效的信源编码方法。为了使人们对多描述编码研究的现状有一概括了解，首先介绍了多描述编码的主要特征；然后分别从信源编码及信道编码的角度归纳了及现有解决丢包问题的主要方法；接下来深入讨论了多描述编码的应用与研究的新进展；最后指出了多描述编码发展的方向。     

采用预编码的GSM网络最大互信息优化方法研究

为了提高广义空间调制(GSM)互信息的性能,提出了一种新的基于椭球算法的预编码方案。首先,为了对含有互信息的预编码器进行优化,推导出了有限字符输入下的GSM互信息解析表达式。在最大化GSM互信息的过程中,为了解决联合预编码设计的非凸耦合问题,将GMS系统转换成虚拟的多输入多输出(MIMO)系统。然后,在考虑所有子信道功率约束的条件下,使用了扩展的椭球算法。实验结果表明,提出的预编码方案大大提升了GSM互信息的性能。     

基于无线噪声信道的编码端码率控制算法研究

针对分布式视频编码系统的关键帧在无线信道中传输受到噪声污染的情况,提出一种基于无线噪声信道的编码端码率控制算法。首先对解码端边信息携带的无线信道噪声进行了理论和实验分析,建立了边信息中无线信道噪声的分布模型;然后结合相关噪声模型推导出编码端的噪声联合模型,并根据分布式视频编码的率失真理论,提出了在无线信道下WZ帧不同系数带的码率控制算法,同时将新的码率控制算法引入基于无线噪声信道的Wyner-Ziv编码器中。实验表明,与现有的编码端码率控制算法相比,所提出的算法在不同无线信道噪声下可使解码重构视频的PSNR值平均提高约0.1～1.8 dB,且未增加复杂度。     

基于冗余小波变换的可扩展视频多描述编码

视频图像信息在不可靠信道上传输将引起丢包、误码以及延时等现象,严重影响了重建视频图像的质量;另外,在网络带宽、信道条件以及用户需求不同的传输环境下,迫切希望对视频图像进行可扩展性编码。将多描述编码技术与视频小波技术相结合,提出了一种新的视频编码方法,为解决上述问题提供一种新途径,实验仿真结果说明了这一方法的可行性与有效性。     

分布式信源编码在视频编码中的应用研究

分布式视频编码对编码器的功耗、复杂度、存储能力和传输能力都有较高的要求,而分布式信源编码理论正好适应了这一需求。为了使人们对这一技术有所了解,首先阐述了分布式视频编码的基本原理与其应用研究现状。并针对多视点分布式视频编码的Wyner—Ziv编解码器设计、虚拟“相关信道”建模、辅助边信息生成等几项关键技术存在的问题及最新研究进展进行分析和实验,最后总结了分布式信源编码理论在多视点视频编码的发展与研究方向。     

面向ZigBee的视频多描述编码及其传输性能仿真

针对视频码流在ZigBee等不可靠低速无线网络传输时易发生编码信息包丢失而导致接收端无法正确解码这一问题,提出一种基于3D-SPIHT视频多描述编码方案。与传统多描述编码如MDSQ相比,该方案创建的各描述质量平衡,并能通过去除视频帧间冗余来提高压缩比;与国际标准（H.264等）相比,该方案具有算法简单、能够在任意码流截断处解码、码率可连续分级和无明显块效应等优点。实验表明,该编码方案能够较好地应用于ZigBee多信道网络,并在较大压缩比的情况下仍能获取质量较好的重建图像,具有较高的应用价值。     

无再损帧内编码

解决了H.264/MPEG-4AVC多次编码中由当前clip模块的不可逆运算引入的视频畸变问题.为了在改进的H.264/AVC上实现无再损帧内编码,提出了一种新的基于整数线性规划的优化clip算法,并且改进了现有帧内预测算法的代价函数,以确保多次编码时后续编码器预测值与前次编码器预测值一致.实验结果显示,与现有帧内编码算法比较,基于整数线性规划理论的帧内编码算法完全消除了现有clip算法导致的多次编码时的图像降质现象,实现了H.264算法框架下严格视频无再损编码.     

一种鲁棒灵活的非平衡多描述视频编码和传输方案

在网络上传输的视频经常因为丢包而影响终端接收到的视频的质量.由于现有的视频编码器通常使用预测编码技术来减少时域冗余提高压缩率,所以一个包的丢失都会引起错误的传播,直到解码器收到帧内编码的帧为止.针对这个问题,文中提出一种灵活鲁棒的非平衡多描述编码和传输方案.其编码器借助不同描述间的"同步帧",能够迅速从包丢失中恢复解码,并保证终端视频的连续播放;同时,该方案能够灵活适应多路径传输和单路径传输两种情况.文中还研究了单路径传输时不同描述间的码率分配问题,并提出一种近似最优的快速码率分配方案.实验结果充分验证了文中提出的非平衡多描述编码和传输方案的有效性、鲁棒性和灵活性.     

基于P2 P流媒体的分层多描述编码

网络异构性与传输可靠性是视频通信存在的两大问题.在视频编码中,分层编码用来解决网络传输异构性问题,多描述编码是解决传输可靠性的有效手段,而分层多描述视频编码则是二者的结合.在分层编码技术的基础上,提出了基于像素空间分解的分层多描述编码,同时给出了提高用户节点视频服务质量的视频子层合成算法和像素估值算法;并通过对像素量化值与估值误差之间关系的分析,建立了一种分层多描述编解码数学模型.实验结果表明,所提出的方案在P2P网络的异构性上有较好的优越性,同时较好地解决了网络传输的可靠性.     

Distributed video coding based on part intracoding and soft side information estimation

Recently, distributed source coding (DSC) has been proposed to implement source compression by exploiting source statistics at the decoder only, which enables low-complexity video coding. However, to date, the video codecs based on DSC have been unable to compress as efficiently as traditional predictive video codecs, such as H.264. So, new techniques have to be investigated to improve the performance of the distributed video coding scheme for practical applications. In this paper, I propose a novel distributed video coding scheme based on part intracoding and soft side information estimation. Firstly, at the encoder side, to improve the compression performance of distributed video coding system, we divide the video data into strongly correlative data encoded by Slepian–Wolf codec and weakly correlative data encoded by Intracoding codec. Secondly, at the decoder side, to improve the accuracy of side information estimation, a soft side information estimation method is proposed, which is more suitable for video coding due to the non-stationary feature of video data. Our experimental results show that the performance of our coding system is better than that of the traditional distributed video coding system while keeping the simple encoding property. Also the concept of soft side information is a new idea in distributed video coding and will significantly influence the side information estimation method.

Wyner-Ziv视频编码中边信息估计改进算法

首先简要介绍了分布式编码基本原理和一种典型的分布式编码方案——Wyner-Ziv视频编码。然后在Wyner-Ziv视频编码中提出了一种改进边信息估计算法,该算法中运动估计采用加权MAD准则。实验仿真结果表明,采用该文算法得到的运动矢量场更为准确,同时在相同输出码率时PSNR比原始算法平均提高0.7 dB。     

A Joint Source-Channel Video Coding Scheme Based on Distributed Source Coding

Recently, several error resilient schemes have been proposed to tackle the error propagation problem in the motion-compensated predictive video coding based on a promising technique—distributed source coding (DSC). However, these schemes mainly apply the distributed source codes for channel error correction, while under-utilizing their capability for data compression. A channel-aware joint source-channel video coding scheme based on DSC is proposed to eliminate the error propagation problem in predictive video coding in a more efficient way. It is known that near Slepian–Wolf bound DSC is achieved using powerful channel codes, assuming the source and its reference (also known as side-information) are connected by a virtual error-prone channel. In the proposed scheme, the virtual and real error-prone channels are fused so that a unified single channel code is applied to encode the current frame thus accomplishing a joint source-channel coding. Our analysis of the rate efficiency in recovering error propagation shows that the joint scheme can achieve a lower rate compared with performing source and channel coding separately. Simulation results show that the number of bits used for recovering from error propagation can be reduced by up to 10% using the proposed scheme compared to Sehgal–Jagmohan–Ahuja's DSC-based error resilient scheme.      

SVC在无线信道传输中的非均衡差错保护

针对H.264的可伸缩视频编码扩展标准(SVC)在噪声信道中的传输,采用低密度奇偶校验码(LDPC)提出一种非均衡差错保护的方案。在所提的方案中,根据时间、分辨率和质量把原视频序列按重要性分成不同的层。由于不同层的数据对错误的敏感性不同,对其进行不同码率的LDPC信道编码,实现非均衡差错保护。根据视频流中每一帧不同层的PSNR增量不同,和不同信道码率下正确解码的概率不同,反复计算每一帧所有码率组合的PSNR增量值并找出最大组,从而进行信道编码并传输。实验表明,在相同的平均码率条件下,提出的方案相比其他方案的PSNR值增加了2.8 dB,更适合无线信道的传输。     

Distributed video coding with adaptive two-step side information generation for smart and interactive media

Conventional video coding standards, such as MPEGx and H.26x, use a hybrid architecture of block-based motion compensation and discrete cosine transform (DCT) within the structure of a complex encoder and a simple decoder. Contrary to conventional video codecs, Wyner-Ziv (WZ) video coding, which is a practical application of distributed video coding (DVC) based on the Slepian-Wolf and WZ theorems, exploits the source correlation at the decoder, thereby allowing for the development of simpler encoders. However, the current WZ video coding algorithms cannot match the coding performance of conventional video coding. In order to improve the coding performance of transform-domain WZ video coding, an adaptive two-step side-information generation method is thus proposed for evaluation and analysis in this study. The proposed method uses decoded WZ frames in the down-sampled spatial resolution along with already decoded coefficients to successively improve rate-distortion (RD) performance as the decoding progresses. The experimental results show that the proposed method, compared to previous WZ video coding method, shows improved coding performance, particularly under critical conditions, such as cases with high motion content.