基于多描述视频编码、解码方法、装置及系统的制作方法
专利名称：基于多描述视频编码、解码方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频编解码技术领域，尤其涉及一种基于多描述视频编码、解码方法、装置及系统。
背景技术：
近年来随着因特网的爆炸式发展，视频传输的应用越来越广泛。然而，网络的拥塞、随机比特错误和数据包的丢失可能将导致视频压缩数据质量的严重下降，这就给视频传输带来了极大的挑战。特别是在需要实时视频传输的场合，反馈重传等技术由于延迟往往不能满足实时性需求。因此，急需开发一种视频编解码系统，它不仅要有高的压缩效率还要保证传输的鲁棒性。多描述编码作为一种能在易错信道上提高传输的鲁棒性的技术，吸引了越来越多学者的研究。可以假设在信源和信宿之间存在着很多的信道，不可能所有的信道同时在一个视频帧出错，多描述编码是在这个假设的基础上提出来的。在编码端信源产生多个比特流(称之为描述)，每个比特流具有同样的优先级，在多个信道上进行传输。在解码端，每一个描述都能被独立的解码，重建用户可接收质量的视频序列；随着接收到描述数量的增加，重建视频序列的质量也随之提高。本专利主要针对两信道的情况。在通常的两信道的情形下，接收到全部两路描述而产生的失真称为中心失真，接收到某一个描述而产生的失真称为单路失真。多描述视频编码的基本思想是如何利用描述的冗余信息来提高传输的鲁棒性。因此，在多描述视频编码中需要一些必要的冗余，尽管这样会降低压缩效率。在过去的几年里，设计一个多描述编解码的方案的主要目标是在传输比特率和重建质量之间折中。经典的多描述编码方案是利用变换和量化。根据多描述标量量化的原则，在“V. A. Vaishampayanand S. John，“Balanced interframe multiple description Video compression，，，inProceedings of the IEEE International Conference on Image Processing(ICIP’99)，Vol. 3，pp. 812-816，Kobe，Japan，0ctoberl999”中设计了多描述视频编码方案。多描述相关性变换在 “A. R. Reibman, H. Jafarkhani, Y. Wang, Μ. T. Orchard, and R. Puri,“Multiple description coding for Video using motion compensated prediction，”inProceedings of the IEEE International Conference on Image Processing(ICIP’99)，Vol. 3，pp. 837-841，Kobe，Japan, October 1999”中被用来设计运动补偿多描述视频编码。尽管上述方法取得了较好的实验结果，但是这些方案不能兼容与广泛应用的标准编解码器，如H. 26x和MPEG系列。为了解决这个问题，在“N. Conci and F. G. B. DeNatale，“Multiple description Video coding using coefficients ordering andinterpolation，” Signal Processing Image Communication, Vol. 22，no. 3，pp. 252-265，2007”中多描述视频编码通过应用H. 264/AVC标准中的先进的视频编码工具来引入描述间的冗余信息。此外，很多方案都是针对于某一种确定的标准编解码器而提出的，如H. 264/AVC0 尤其是“L. Peraldo,E. Baccaglini,E. Magli,G. 01mo，R. Ansari,Y. Yao, “Slice-levelrate-distortion optimized multiple description coding for H. 264/AVC,，，IEEEInternational Conference on Acoustics Speech and Signal Processing(ICASSPj10),pp. 2330-2333, 2010. ”和“C.Lin,T. Tillo,Y Zhao,B. Jeon,“Multiple description codingfor H. 264/AVCffith redundancy allocation at macro block level,，，IEEE Trans, onCircuits and Systems for Video Technology, vol. 21，No. 5，pp. 589-600，2011 ”，为了提高性能，针对H. 264/AVC采用了片级和宏块级的的多描述视频编码方案。
发明内容
本发明解决的技术问题在于多描述视频编码的兼容性问题。 为了解决以上问题，一种基于多描述视频编码方法，包括如下步骤奇数帧偶数帧被分开来产生初始的描述并编码；利用不同描述间的宏块级的相关性产生不同模式的边信息并编码；信道传输。进一步，作为一种优选方案，所述奇数帧偶数帧被分开来产生初始的描述并编码，具体为奇偶帧分离，奇偶帧分别利用描述内相关性，采用标准编码算法编码。进一步，作为一种优选方案，所述标准编码算法为H. 264编码。 进一步，作为一种优选方案，描述内的相关性P intra依赖于同一描述内的运动补偿的相关系数，是当前块Bk和它的前一运动补偿块B, H的相关系数，
权利要求
1.一种基于多描述视频编码方法，其特征在于包括如下步骤奇数帧偶数帧被分开来产生初始的描述并编码；利用不同描述间的宏块级的相关性产生不同模式的边信息并编码；信道传输。
2.如权利要求I所述的一种基于多描述视频编码方法，其特征在于所述奇数帧偶数帧被分开来产生初始的描述并编码，具体为奇偶帧分离，奇偶帧分别利用描述内相关性，采用标准编码算法编码。
3.如权利要求2所述的一种基于多描述视频编码方法，其特征在于所述标准编码算法为H. 264编码。
4.权利要求2所述的一种基于多描述视频编码方法，其特征在于描述内的相关性P intra依赖于同一描述内的运动补偿的相关系数，是当前块Bk和它的前一运动补偿块B' H的相关系数
5.如权利要求I所述的一种基于多描述视频编码方法，其特征在于所述利用不同描述间的宏块级的相关性产生不同模式的边信息并编码，如果是使用奇数帧估计偶数帧，先计算出每一对宏块的相关系数
6.一种基于多描述视频编码装置，其特征在于包括奇数帧偶数帧被分开来产生初始的描述并编码模块，用于将视频序列进行奇偶帧分离，奇偶帧分别进行描述内相关性计算然后再进行标准编码；利用不同描述间的宏块级的相关性产生不同模式的边信息并编码模块，用于通过计算奇偶描述间相关性产生不同模式的边信息编码；信道模块，用于编码后信号传输。
7.一种基于多描述视频解码方法，其特征在于如果两个信道都正常工作，两路比特流就能解码成两路视频子序列，然后这两路视频子序列就能重构出中心视频序列；如果只有一个信道正常工作，单路解码器就会根据不同的模式来估计丢失的信息，在Model中，用MCI的方法能直接重建出丢失的帧，这里所运用的MCI方法采用双向运动估计的，我们用f来表示帧fk和帧fk+1之间的估计帧，用MK(>)来表示像素移动位置的运动矢量，为了避免重构图像中的空洞，我们可以计算出一个初步的重构帧来作为背景，
8.一种基于多描述视频解码装置，其特征在于，包括，标准解码器用于解码；利用边信息重构，用于重构出奇偶帧； 帧交织，用于奇偶帧交织。
9.一种基于多描述视频编解码系统，其特征在于，包括权利要求6所述的一种基于多描述视频编码装置和权利要求8所述的一种基于多描述视频解码装置。
全文摘要
本发明公开了一种基于多描述视频编解码方法、装置和系统编码方法，包括如下步骤奇数帧偶数帧被分开来产生初始的描述并编码；利用不同描述间的宏块级的相关性产生不同模式的边信息并编码；信道传输。本发明还公开了一种基于多描述视频编码装置，及解码方法、装置和系统，可用于实时视频传输的场合。
文档编号H04N7/26GK102630012SQ201210091619
公开日2012年8月8日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者白慧慧, 赵耀 申请人:北京交通大学
技术领域：
本发明涉及视频编解码技术领域，尤其涉及一种基于多描述视频编码、解码方法、装置及系统。
背景技术：
近年来随着因特网的爆炸式发展，视频传输的应用越来越广泛。然而，网络的拥塞、随机比特错误和数据包的丢失可能将导致视频压缩数据质量的严重下降，这就给视频传输带来了极大的挑战。特别是在需要实时视频传输的场合，反馈重传等技术由于延迟往往不能满足实时性需求。因此，急需开发一种视频编解码系统，它不仅要有高的压缩效率还要保证传输的鲁棒性。多描述编码作为一种能在易错信道上提高传输的鲁棒性的技术，吸引了越来越多学者的研究。可以假设在信源和信宿之间存在着很多的信道，不可能所有的信道同时在一个视频帧出错，多描述编码是在这个假设的基础上提出来的。在编码端信源产生多个比特流(称之为描述)，每个比特流具有同样的优先级，在多个信道上进行传输。在解码端，每一个描述都能被独立的解码，重建用户可接收质量的视频序列；随着接收到描述数量的增加，重建视频序列的质量也随之提高。本专利主要针对两信道的情况。在通常的两信道的情形下，接收到全部两路描述而产生的失真称为中心失真，接收到某一个描述而产生的失真称为单路失真。多描述视频编码的基本思想是如何利用描述的冗余信息来提高传输的鲁棒性。因此，在多描述视频编码中需要一些必要的冗余，尽管这样会降低压缩效率。在过去的几年里，设计一个多描述编解码的方案的主要目标是在传输比特率和重建质量之间折中。经典的多描述编码方案是利用变换和量化。根据多描述标量量化的原则，在“V. A. Vaishampayanand S. John，“Balanced interframe multiple description Video compression，，，inProceedings of the IEEE International Conference on Image Processing(ICIP’99)，Vol. 3，pp. 812-816，Kobe，Japan，0ctoberl999”中设计了多描述视频编码方案。多描述相关性变换在 “A. R. Reibman, H. Jafarkhani, Y. Wang, Μ. T. Orchard, and R. Puri,“Multiple description coding for Video using motion compensated prediction，”inProceedings of the IEEE International Conference on Image Processing(ICIP’99)，Vol. 3，pp. 837-841，Kobe，Japan, October 1999”中被用来设计运动补偿多描述视频编码。尽管上述方法取得了较好的实验结果，但是这些方案不能兼容与广泛应用的标准编解码器，如H. 26x和MPEG系列。为了解决这个问题，在“N. Conci and F. G. B. DeNatale，“Multiple description Video coding using coefficients ordering andinterpolation，” Signal Processing Image Communication, Vol. 22，no. 3，pp. 252-265，2007”中多描述视频编码通过应用H. 264/AVC标准中的先进的视频编码工具来引入描述间的冗余信息。此外，很多方案都是针对于某一种确定的标准编解码器而提出的，如H. 264/AVC0 尤其是“L. Peraldo,E. Baccaglini,E. Magli,G. 01mo，R. Ansari,Y. Yao, “Slice-levelrate-distortion optimized multiple description coding for H. 264/AVC,，，IEEEInternational Conference on Acoustics Speech and Signal Processing(ICASSPj10),pp. 2330-2333, 2010. ”和“C.Lin,T. Tillo,Y Zhao,B. Jeon,“Multiple description codingfor H. 264/AVCffith redundancy allocation at macro block level,，，IEEE Trans, onCircuits and Systems for Video Technology, vol. 21，No. 5，pp. 589-600，2011 ”，为了提高性能，针对H. 264/AVC采用了片级和宏块级的的多描述视频编码方案。
发明内容
本发明解决的技术问题在于多描述视频编码的兼容性问题。 为了解决以上问题，一种基于多描述视频编码方法，包括如下步骤奇数帧偶数帧被分开来产生初始的描述并编码；利用不同描述间的宏块级的相关性产生不同模式的边信息并编码；信道传输。进一步，作为一种优选方案，所述奇数帧偶数帧被分开来产生初始的描述并编码，具体为奇偶帧分离，奇偶帧分别利用描述内相关性，采用标准编码算法编码。进一步，作为一种优选方案，所述标准编码算法为H. 264编码。 进一步，作为一种优选方案，描述内的相关性P intra依赖于同一描述内的运动补偿的相关系数，是当前块Bk和它的前一运动补偿块B, H的相关系数，
权利要求
1.一种基于多描述视频编码方法，其特征在于包括如下步骤奇数帧偶数帧被分开来产生初始的描述并编码；利用不同描述间的宏块级的相关性产生不同模式的边信息并编码；信道传输。
2.如权利要求I所述的一种基于多描述视频编码方法，其特征在于所述奇数帧偶数帧被分开来产生初始的描述并编码，具体为奇偶帧分离，奇偶帧分别利用描述内相关性，采用标准编码算法编码。
3.如权利要求2所述的一种基于多描述视频编码方法，其特征在于所述标准编码算法为H. 264编码。
4.权利要求2所述的一种基于多描述视频编码方法，其特征在于描述内的相关性P intra依赖于同一描述内的运动补偿的相关系数，是当前块Bk和它的前一运动补偿块B' H的相关系数
5.如权利要求I所述的一种基于多描述视频编码方法，其特征在于所述利用不同描述间的宏块级的相关性产生不同模式的边信息并编码，如果是使用奇数帧估计偶数帧，先计算出每一对宏块的相关系数
6.一种基于多描述视频编码装置，其特征在于包括奇数帧偶数帧被分开来产生初始的描述并编码模块，用于将视频序列进行奇偶帧分离，奇偶帧分别进行描述内相关性计算然后再进行标准编码；利用不同描述间的宏块级的相关性产生不同模式的边信息并编码模块，用于通过计算奇偶描述间相关性产生不同模式的边信息编码；信道模块，用于编码后信号传输。
7.一种基于多描述视频解码方法，其特征在于如果两个信道都正常工作，两路比特流就能解码成两路视频子序列，然后这两路视频子序列就能重构出中心视频序列；如果只有一个信道正常工作，单路解码器就会根据不同的模式来估计丢失的信息，在Model中，用MCI的方法能直接重建出丢失的帧，这里所运用的MCI方法采用双向运动估计的，我们用f来表示帧fk和帧fk+1之间的估计帧，用MK(>)来表示像素移动位置的运动矢量，为了避免重构图像中的空洞，我们可以计算出一个初步的重构帧来作为背景，
8.一种基于多描述视频解码装置，其特征在于，包括，标准解码器用于解码；利用边信息重构，用于重构出奇偶帧； 帧交织，用于奇偶帧交织。
9.一种基于多描述视频编解码系统，其特征在于，包括权利要求6所述的一种基于多描述视频编码装置和权利要求8所述的一种基于多描述视频解码装置。
全文摘要
本发明公开了一种基于多描述视频编解码方法、装置和系统编码方法，包括如下步骤奇数帧偶数帧被分开来产生初始的描述并编码；利用不同描述间的宏块级的相关性产生不同模式的边信息并编码；信道传输。本发明还公开了一种基于多描述视频编码装置，及解码方法、装置和系统，可用于实时视频传输的场合。
文档编号H04N7/26GK102630012SQ201210091619
公开日2012年8月8日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者白慧慧, 赵耀 申请人:北京交通大学
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