基于小波域残差的分布式视频编解码方法

摘要

本发明提供了一种基于小波域残差的分布式视频编解码方法。在编码端由帧间预测器获得当前帧F(t)的预测帧F’(t)。然后将F(t)与F’(t)经小波变换后，将各频带分别作差，得到残差信息Res。再对Res进行量化，比特面提取，信道编码。在解码端主要过程包括获取F(t)第n层的初始运动矢量MV_n，对参考帧F’(t-1)第n层的其余频带分别进行运动补偿，获得F(t)第n层的频带边信息，再将边信息与F’(t)第n层其余频带分别作差，第n层的残差边信息，经过信道译码，残差重建后，将F(t)第n层的残差信息与F’(t)的第n层的频带相加，得到F(t)第n层频带信息。最后将F(t)第n层的4个频带进行小波逆变换，获得第n-1层的最低频带LL_n-1(t)，再进行n-1层译码，直到输出当前帧。

主权项

基于小波域残差的分布式视频编解码方法，其特征在于主要包括以下步骤：1)在编码端，将视频序列按一定的长度，分组为多个图像组GOP，其编码过程如下：(1)在编码端，获取关键帧，将GOP内的关键帧K先进行传统的帧内编码，再进行传统帧内解码；(2)在编码端，获取当前帧F(t)的预测帧F’(t)，将相邻两个GOP的关键帧分别作为前项关键帧K_f和后项关键帧K_l，再分别输入到预测器中，对当前帧进行预测，得到当前帧的预测帧F’(t)；(3)在编码端，获取当前帧F(t)的残差信息Res，将当前帧F(t)与预测帧F’(t)进行n层9/7小波变换后，并将当前帧F(t)各层各频带分别与预测帧F’(t)的各层各频带分别作差，得到残差信息Res；(4)对残差信息Res进行量化，对量化后的残差信息进行比特面提取,再采用信道码LDPCA对各个比特面进行信道编码；2)在解码端，视频序列解码重建的过程如下：(1)更新前项关键帧K_f与后项关键帧K_l，将关键帧K进行传统的帧内解码，再将相邻两个GOP的关键帧分别作为前项关键帧K_f和后项关键帧K_l。(2)获取当前帧F(t)的预测帧F’(t)，将K_f和K_l分别输入到预测器中，对当前帧进行预测，得到当前帧的预测帧F’(t)；(3)先获取当前帧F(t)的第n层频带残差边信息，再获取当前帧F(t)的第n层频带a)更新当前帧F(t)第n层频带的频带边信息,直接将参考帧的最低频带作为当前帧F(t)的第n层频带的频带边信息即$SI\_{\mathrm{LL}}_n\left(t\right)=\hat{L}{L}_n(t-1);$b)更新当前帧F(t)第n层频带的残差边信息,将步骤a)中频带的频带边信息SI_LL_n(t)与当前帧的预测帧F’(t)的第n层的频带LL′_n(t)作差即SI_Res_n(t)＝SI_LL_n(t)‑LL′_n(t)，得到当前帧第n层的频带的残差边信息SI_Res_n(t)；c)更新当前帧F(t)第n层频带的残差信息，将步骤b)中第n层最低频带的残差边信息SI_Res_n(t)进行信道译码，残差重建，得到当前帧第n层最低频带的残差信息Res_n(t)；d)获取当前帧F(t)第n层频带的重建信息，将步骤c)中得到的当前帧第n层最低频带的残差信息Res_n(t)与预测帧F’(t)第n层的最低频带LL′_n(t)相加，得到当前帧第n层最低频带(4)获取当前帧F(t)的第n层频带的初始运动矢量MV₀，当前帧第n层最低频带与参考帧第n层最低频带做运动估计，得到初始运动矢量MV₀；(5)更新当前帧F(t)第n层频带的频带边信息，将步骤(4)中获取的初始运动矢量MV₀，分别对参考帧第n层频带做运动补偿，得到当前帧第n层频带的各自的频带边信息SI_LH_n(t)，SI_HL_n(t)和SI_HH_n(t)；(6)更新当前帧F(t)第n层频带的残差边信息，将步骤(5)中得到当前帧第n层频带的各自的频带边信息SI_LH_n(t)，SI_HL_n(t)和SI_HH_n(t)与当前帧的预测帧F’(t)的第n层频带LH′_n(t)，HL′_n(t)，HH′_n(t)，作差，得到与当前帧第n层频带的相对应的残差边信息SI_Res_n(t)；(7)更新当前帧F(t)第n层频带的残差信息,将步骤(6)中得到当前帧第n层频带的残差边信息分别进行信道译码，再进行残差重建，得到当前帧第n层频带的相对应的残差信息(8)获取当前帧F(t)第n层频带的重建信息，将步骤(7)中当前帧第n层频带的相对应残差信息分别当前帧的预测帧F’(t)的第n层频带LH′_n(t)，HL′_n(t)，HH′_n(t)相加，得到当前帧第n层频带信息(9)将得到的当前帧F(t)第n层频带进行9/7小波逆变换，得到当前帧第n‑1层频带(10)设置n＝n‑1,判断n是否为0，是输出当前帧，否跳转到解码端步骤(4)步进行上一层的解码；(11)判断是否属于下一个GOP，是跳转到步骤(1)，否跳转到步骤(2)。