基于Wyner-Ziv视频编码系统的GOP层编码方法

摘要

本发明公开了一种Wyner-Ziv视频编码系统中编码端基于率失真优化的图像组GOP层编码方法，主要解决现有码率分配技术不能灵活分配图像组GOP层码率分配比例以及不能应用于实际系统的问题。其编码过程是：在编码端估算码率分配比例因子k和失真D的关系；利用编码端重构的关键帧和估计的边信息估算满足用户对分布式视频编码DVC系统整体性能最优的最佳比例因子k*；用GOP内最佳比例因子k*分配关键帧码率Rk和WZ帧码率Rwz；用关键帧码率Rk和WZ帧码率Rwz编码当前GOP。本发明能灵活确定达到特定失真要求的GOP内码率分配的最佳比例，避免了速率分配的盲目性，可在编码端进行失真预估和码率分配，可用于实际的DVC系统。

主权项

一种基于Wyner‑Ziv视频编码系统的GOP层编码方法，包括如下步骤：(1)确定关键帧码率在图像组GOP码率中所占比例因子k的定义域：k∈[ε，1]及比例因子k的变化步长step，ε取值为[0.01，0.3]，step取值范围为[0.02，0.4]，k的初始值k′＝ε；(2)根据当前GOP的总码率RGOP和当前比例因子k，计算关键帧码率Rk和WZ帧码率Rwz；Rk＝RGOP·kRwz＝RGOP‑Rk(3)根据关键帧码率Rk、WZ帧码率Rwz和率失真模型估计当前GOP内关键帧和WZ帧所需的量化因子Qp和量化矩阵Qm，并用量化因子Qp和量化矩阵Qm预编码当前GOP，得到当前GOP的相邻重构关键帧，对该相邻重构关键帧内插，得到边信息SI；(4)根据相邻重构关键帧和边信息SI计算当前GOP内关键帧和边信息SI峰值信噪比PSNR的均值D1(k)＝mean(PSNRkey，PSNRSI)和方差D2(k)＝var(PSNRkey，PSNRSI)，得到编码端估计的整体失真D(k)＝αD1(k)+βD2(k)，其中，mean和var分别为求均值和求方差运算，PSNRkey和PSNRSI分别代表关键帧和边信息的峰值信噪比，α为D1(k)的权重因子，β为D2(k)的权重因子，α和β取值范围均为[0，1]，且α+β＝1；(5)判断比例因子k值是否超过定义域[ε，1]上界，如果是，则选择整体失真D(k)最小时对应的k作为最佳比例因子k*，执行步骤(6)，否则，令k＝k+step，返回步骤(2)；(6)根据量化因子Qp和量化矩阵Qm编码当前GOP，并判断当前GOP是否是最后一个，若是，则结束本次编码；否则执行步骤(7)；(7)重复执行步骤(1)到步骤(6)，对剩余的GOP进行编码，直至所有的GOP编码完毕。