多描述可扩展视频编码及其硬件实现

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1、334中国科协第二届优秀博士生学术年会论文集多描述可扩展视频编码及其硬件实现王一拙石峰(北京理工大学信息科学技术学院计算机科学工程系北京100081)摘要视频数据在网络信道中传输，常因误码和丢包造成图像质量的严重下降。针对这种情况，提出了一种基于多相下采样的多描述视频编码算法来增强码流的容错能力，将输人图像分解为不同分辨率的5路描述，其中两路描述可独立解码，使一路描述丢失或受损时也能得到可以接受的重建图像质量。对5路描述，采用3种不同的运动估计方法，提高了运动估计的精度，并将运动矢量包含在多描述中，使丢失

2、的运动矢量可以从其他描述中恢复。为提高码流的带宽适应性，在该多描述编码算法的基础上，提出了一种多描述可扩展编码方法，将5路描述分为两个基本层和3个增强层，增强层采用精细可扩展编码使压缩码流能够适应码率变化的一定范围。基于FPGA和DSP实现了多描述可扩展编码系统，并详细介绍了多相下采样和编码预处理的FPGA设计实现。模拟实验表明，多描述可扩展编码算法在保持较高压缩效率的前提下，使码流具有很好的容错性和带宽适应性，在高误码信道上相对于传统的可扩展视频编码可以得到更好的重建图像质量。关键词视频编码多描述编码可

3、扩展编码FPGADSP中图分类号二TP391.4文献标识码:AMultipleDescriptionScalableCodingofVideoandHardwareImplementationofThisMethodWANGYi一zhuo,SHIFeng(DepartmentofComputerScienceandEngineering,SchoolofInformationScienceandTechnology,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081，Ch

4、ina)AbstractVideotransmissionovernetworkchannelsoftenmeetspacketlossanderrorswhichdeterio-ratethequalityofreconstructedimage.Toenhancerobustnessofcompressedvideotopacketloss,amultipledescriptionalgorithmbasedonpolyphasedownsamplingisproposedinthispaper.In

5、putvideoissplitinto5descriptionswithdiferentimageresolution.Threemotionestimationmethodsareusedforthesedescriptions.Accuracyofmotionestimationisimproved.Motionvectorsarecodedinmulti一de-scriptions,whichalsoenhancedrobustnessofstreams.Basedonabovemultiplede

6、scriptionalgorithm,amultipledescriptionscalablecodingmethod(MDSC)isproposedtoimprovethebandwidthadaptabilityofcodingstreams.Fivedescriptionsareseparatedintotowbaselayersandthreeenhancedlayers.Theenhancedlayersarecodedwithfinegranularityscalable(FGS)coding

7、method.TheMDSCcoderisim-plementedbasedonFPGAandDSP.ThepreprocesspartsbasedonFPGAisexpoundedindetails.Ex-perimentalresultsshowthatMDSCenhancedrobustnessandbandwidthadaptabilityofcodingstreams.Keywordsvideocoding;multipledescriptioncoding;scalablecoding;FPG

8、A;DSP信息科技335，引言带宽适应性和容错性是网络视频传输对视频压缩编码提出的最具挑战性的问题。针对带宽适应性，可扩展性编码在近年来得到广泛的研究与应用，并被MPEG一4,H.263等标准所采纳〔’〕。可扩展性编码使压缩码流能够适应一定的带宽变化范围，即在接收方能够根据当前网络状况接收部分压缩码流，解码得到当前码率能提供的视频图像质量，适合于Internet及无线传输网络的状况。针对传统视频编码方法在遭受误码或丢包后引起的