DVC中相关噪声建模和重构算法研究

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1、工程硕士学位论文DVC中相关噪声建模和重构算法研究作者姓名周林斌工程领域电子与通信工程校内指导教师刘杰平副教授校外指导教师张宇高级工程师所在学院电子与信息学院论文提交日期2018年4月ResearchonthecorrelationnoisemodelingandreconstructionalgorithminDistributedVideoCodingADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhouLinbinSupervisor

2、：Prof.LiuJiepingSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TN919.81学校代号：10561学号：201521009934华南理工大学硕士学位论文DVC中相关噪声建模和重构算法研究作者姓名：周林斌指导教师姓名、职称：刘杰平副教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：电子与通信工程论文形式：□产品研发□工程设计应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：图像处理与视频信号处理论文提交日期：2018年4月12日论文答辩日期：

3、2018年6月3日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：杜明辉教授委员：马丽红教授杨春玲教授刘杰平副教授钟海波高级工程师摘要随着无线宽带网络的发展，越来越多的移动终端设备作为视频的发送方，担负起视频数据的采集以及编码等任务，但这些设备往往在计算、储存、功耗方面能力有限。因此这类设备更需要的是一套编码端低复杂度的视频编码标准。基于分布式信源编码理论的分布式视频编码(DistributedVideoCoding,DVC)作为一种全新的编码架构，以其编码端复杂度低的结构特性

4、以及传输鲁棒性，为新型视频应用场景的需求提供了新的解决方案，并且更具竞争力，受到国内外学者的关注。论文研究了对DVC系统率失真性能有重要影响的相关噪声建模模块以及重构模块，对相关噪声建模以及WZ帧重构算法存在的问题进行了深入的研究，并提出相应的解决方案。具体的研究内容和主要成果如下：1、概述了相关噪声建模和WZ帧重构算法的研究现状，阐述了DVC的理论基础即Slepian-Wolf理论和Wyner-Ziv理论，分析了像素域和变换域的几种典型分布式视频编码框架，并介绍了几种典型的相关噪声模型的参数估计

5、方法以及在DVC中的应用。2、分析了离线相关噪声建模和在线相关噪声建模的区别，结合实验指出传统基于双向运动估计定义的在线相关噪声RME与离线相关噪声Roffline分布之间存在一定差距。提出在参考帧之间进行多层次双向运动估计，将多组补偿帧残差集合定义为新的相关噪声R。把更接近于R的R用于相关噪声建模，能够更充分利用边信息与原始WZMMEofflineMME帧之间的相关性。实验结果表明，相比于RME，用本文提出的RMME进行相关噪声建模，配合常用的几种噪声模型，均可以降低码率，获得更优的率失真性能。

6、3、提出利用8抽头滤波器的亚像素插值算法先对参考帧进行插值，再进行双向运动估计，把亚像素级的前后补偿帧残差R作为在线相关噪声用于相关噪声建模。实SubME验结果表明，相比于RME，用本文提出的亚像素级相关噪声RSubME进行相关噪声建模，配合几种常用的相关噪声模型，均可以降低码率，获得更优的率失真性能。4、鉴于高斯混合模型具有较好的拟合能力，论文中提出了基于高斯混合模型的WZ帧重构算法，并推导了重构闭式表达式。像素域和变换域的重构实验结果表明，本文提出的基于高斯混合模型的重构算法相比基于拉普拉斯模

7、型、广义高斯模型的重构算法均具有更好的率失真性能和重构WZ帧图像质量。关键词：分布式视频编码;相关噪声建模；亚像素；高斯混合模型；WZ帧重构IABSTRACTWiththedevelopmentofwirelessbroadbandnetworks,moreandmoremobileterminaldevicesareresponsibleforvideodataacquisitionandencodingasvideosenders,butthesedevicesoftenhavelimited

8、capabilitiesincalculation,storage,andpowerconsumption.Therefore,theseequipmentrequiresasetofvideocodingstandardswithlowcodingcomplexity.Distributedvideocoding(DVC)isanewcodingarchitecturebasedondistributedsourcecodingtheory.Withitslowcodingcom