一种基于运动补偿精化的分布式视频编码方法

摘要

本发明涉及一种基于运动补偿精化的分布式视频编码方法，包括以下步骤：(1)在编码端将视频序列分成关键帧和WZ帧，然后对WZ帧进行DCT变换、量化和Turbo编码；(2)在解码端，关键帧采用H.264帧内解码，使用改进的三维递归运动搜索方法产生前向和后向运动补偿图像，然后采用运动补偿内插法生成边信息解码WZ帧。本发明设计合理，采用改进的三维递归搜索运动方法(3DRS)，能够有效地善初始边信息(SI)质量；同时采用时空边界匹配算法(STBMA)实现对边信息的精化，其充分利用空间和时间的平滑性能来获取更精确的运动矢量，具有更好的率失真性能。

主权项

1.一种基于运动补偿精化的分布式视频编码方法，其特征在于：包括以下步骤：⑴在编码端将视频序列分成关键帧和WZ帧，然后对WZ帧进行DCT变换、量化和Turbo编码；所述WZ帧为棋盘格式分割的WZ帧，WZ帧内包括间隔分布的子集X_2i¹和X_2i²，且：X_2i=X_2i¹+X_2i²；⑵在解码端，关键帧采用H.264帧内解码，使用改进的三维递归运动搜索方法产生前向和后向运动补偿图像，然后采用运动补偿内插法生成边信息解码WZ帧；具体包括以下步骤：①从编码端传来的信息与Y_2i¹一起进行解码得到进而得到一个新的边信息其中，Y_2i¹和Y_2i²分别表示X_2i¹和X_2i²的边信息,X_2i¹和X_2i²分别表示间隔分布的子集X_2i¹和X_2i²；②在已知Y_2i和Y'_2i的情况下，采用时空边界匹配算法对X_2i²进行运动补偿精化，得到新的边信息所述时空边界匹配算法用来获取精确的运动矢量，该算法采用如下描述时间和空间平滑特性的失真函数：$D_{\mathrm{ST}}=\underset{i=1}{\overset{16}{\Sigma }}\alpha \times D_{\mathrm{ST}}^{\mathrm{spatial}}\left(i\right)+(1-\alpha )\times D_{\mathrm{ST}}^{\mathrm{temporal}}\left(i\right)$上式中：$D_{\mathrm{ST}}^{\mathrm{temporal}}\left(i\right)=\frac{1}{16}\underset{j=1}{\overset{16}{\Sigma }}|\hat{Y}{\left({\mathrm{mv}}^{\mathrm{cn}}\right)}_j^{\mathrm{OUT}}\left(i\right)-Y_j^{\mathrm{OUT}}\left(i\right)|$$D_{\mathrm{ST}}^{\mathrm{spatial}}\left(i\right)=\frac{1}{16}\underset{j=1}{\overset{16}{\Sigma }}|▿\left(\Delta Y_j^{\mathrm{IN}}\left(i\right)\right)·\overrightarrow{n_j}\left(i\right)|\times k_j\left(i\right)$${\overrightarrow{n}}_j\left(i\right)=\frac{{▿}^{\perp }{Y}_j^{\mathrm{IN}}\left(i\right)}{\left|{▿}^{\perp }{Y}_j^{\mathrm{IN}}\left(i\right)\right|}$$k_j\left(i\right)=\frac{▿Y_j^{\mathrm{IN}}\left(i\right)}{|▿\left(\Delta Y_j^{\mathrm{IN}}\left(i\right)\right)|}$其中，α是一个权重参数，取0-1间的一个实数；mv^cn是候选运动矢量；是参考帧外边界块的第j个值；和分别是当前帧中内边界块和外边界块的第j个Y值；k_j(i)是一个比例因子，表示内边界块的第j个预测边界像素的方向；是梯度算子；是运算符，其方向与梯度方向正交；是拉普拉斯算子；③将新的边信息进行解码得到④将和合并得到重建的WZ帧。