分布式视频编码地研究论文

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1、北京交通大学博士学位论文中文摘要为了使低能耗视频设备可以在复杂的网络环境下，可靠地传输图像和视频，人们在设计图像视频编码器的时候，不仅需要考虑压缩性能，同时也需要兼顾视频编码算法编码端的复杂度和传输的可靠性。作为一种具有低复杂度编码和一定鲁棒性的编码框架，分布式视频编码(DistributedVideoCoding，DVC)，也称Wyner-Ziv(WZ)视频编码，近年来已成为图像／视频编码研究的热点课题。本论文从五个方面深入研究了DVC的相关理论和关键技术，主要内容和创新点如下：1．在基于LVQ(LatticeVectorQua

2、ntization)的DVC方案研究方面，首先提出了一种基于A2格的像素域LVQ．WZ视频编码方案：对每个输入矢量运用一细一粗两种A2格型矢量量化器量化为两个格点，将这两个格点的差值矢量用信道码编码，传送校验位到解码端；解码端首先运用信道解码和边信息恢复差值矢量和粗格点，然后用边信息对细格点进行量化重构。该方案编码简单而且具有较标量量化方案更好的压缩性能。在此基础上，本文又提出了一种小波域LVQ．WZ编码方案：小波变换进一步去除了像素间的相关性，因而小波域LVQ．WZ具有比像素域LVQ．WZ更好的率失真性能，同时，该方案对小波系数

3、进行优化组合量化，并提出一种解码端运动补偿方法以使边信息逐步精细。2．在高效DVC方案研究方面，提出了两种方案：基于LQRHash(LowQualityReferenceHash)残差的DVC方案和基于帧内模式判断的混合DVC方案。在第一种方案中，LQRHash利用了帧问相关性，因而比现有Hash具有更好的率失真性能。同时，利用小波域DVC进一步压缩LQRHash和WZ帧之间的残差，有效提高了压缩性能；在第二种方案中，通过帧内模式判断来区分同一帧内不同空间位置的时间相关性，对时间相关性差的小波块用帧内编码，对相关性强的用WZ编码，

4、实验结果表明，这种混合DVC取得了较好的压缩性能，同时编码复杂度基本不变。3．在可伸缩DVC方案研究方面，提出了质量可伸缩的DVC方案，方案利用SPIHT的嵌入式编码，将小波系数按照树结构重新组织为小波块，借助反馈信道，每个小波块的SPIHT树信息在解码端搜索更精确的边信息，提高整个系统性能。4．在鲁棒的DVC方案研究方面，提出了两种基于多描述编码的鲁棒DVC方案。方案一利用DCT域插值法将视频分开成两个描述，分别利用DVC压缩并传输到不同信道。当传输中出现丢包现象时，可用收到的描述来恢复丢失的描述，从而保证了丢包率较高时的鲁棒性

5、；方案二采用奇偶帧分离法将视频分为两个子序列来形成两个描述。其中每个描述由两部分组成，第一部分对应子序列的零运北京交通大学博上．学位论文中文摘要动矢量H．264码流，第二部分是另一个子序列的WZ码流。作为一种冗余信息，WZ码流保证了丢失的描述可以被恢复。在此基础上，又提出一种残差两描述DVC来进一步减少冗余，并对冗余的数量进行了优化处理。5．构建了一个基于DVC的手机视频通信系统，实现了像素域DVC算法。关键词：分布式视频编码，多描述编码分类号：北京交通大学博士学位论文ABSTRACTABSTRACTWlththeeme玛ence

6、ofthelow-powervideodevicesinnetworkcommunication，somenewchallengeshavebeenposedtotheconventionalcommunicationsystem．Thesecreatetheneedforcodingapproachescombininglow-complexityencoding，robustnessandscalability．Distributedvideocoding(DVC，alsocalledWZvideocoding)hasemer

7、gedasanattractiveframeworkforlow-complexityencodingandrobusttransmissionoverunreliablechannels．ThisthesisaimstodesigntheschemesofefficientDVCtosatisfynetworkcommunication．Theresearchfocusesonfiveaspects．1．ResearchonDVCbasedonlatticevectorquantization．Firstly,LVQ-WZcod

8、inginpixeldomainisproposed．TwoLVQs，acoarseoneandafineone，areimplementedtoeach2-dimensioninputvector,andthenthedifferencebetw