[发明专利]基于ODWT子带分类的DVC解码端边信息帧生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频编码技术，特别是一种DVC(分布式视频编码)解码端边信息(SideInformation，简写为SI)帧的生成方法。

背景技术

传统的视频编码标准，如MPEG和H.26x等，采用的都是不对称编码方式，编码器端隐含一个解码器。编码端的主要步骤包括变换、量化、熵编码、相应的解码过程以及运动估计和运动补偿，因此编码端的复杂度远远高于解码端，尤其是运动估计和运动补偿占用了大量的资源，使编码端的复杂度在解码端的5至10倍以上。这种技术不适用于编码设备简单而解码设备复杂的场合，如无线视频监控，物联网建设等。

DVC(分布式视频编码)是一种完全不同于传统编码的技术。根据Slapian和Wolf建立的分布式无损编码理论以及Wyner和Ziv提出的使用解码端辅助信息(SideInformation)的有损编码理论，在该编码框架中编码端对各帧图像进行独立编码，不进行运动估计或只进行非常简单的运动估计，尤其是省去了传统视频编码算法中的反变换、反量化、运动补偿等解码重构过程；而解码端则进行时域预测，利用生成的边信息(源图像的预测值)进行解码和重构图像，将复杂的运动估计/运动补偿等算法从编码器转移到了解码器，正好解决了编码设备简单而解码设备复杂的问题。

DVC的时域预测是在解码端未知当前编码信息的情况下进行的。时域预测生成的边信息(SI)，也即对当前编码的Wyner-Ziv帧(简称WZ帧)的预测，将极大的影响DVC的CNM建模、码率分配等环节，同时也是提升DVC RD性能的关键。因此SI的生成算法一直是DVC的研究重点和难点。

空域MCTI生成边信息的方法是，把视频帧分为两类：一类以Intra编码模式进行编码，称为关键帧，其余的帧则进行WZ编码称为WZ帧。在解码端使用与当前编码的WZ帧相邻的已解码的前后两帧作为预测的信息源，基于MEMC(Motion Estimate and MotionCompensation)的原理通过外推或者内插的方式生成SI。

发明内容

在DVC中当前编码帧和时域预测生成的边信息分处DVC编码端和解码端，该特点被称为DVC的“盲”特点。但通过对比分析DVC、传统视频编码标准和Wyner-Ziv定理，我们认为深层的原因是当前DVC解决方案可以使用的解码边信息集合所包含的有效信息远远少于传统视频编码标准。本发明的目的是提供一种基于ODWT子带分类的DVC解码端边信息帧生成方法，以扩充DVC使用的解码边信息集合所包含的有效信息，提高DVC的率失真性能。

ODWT变换可以看作是连续小波变换的一种近似。在滤波器组实现方式中ODWT同DWT的Mallat算法相比，主要差别在于：Mallat算法在每级分解后都要进行下采样，而ODWT则去掉了下采样环节从而得到的是过采样的输出系数，这就是著名的“多孔算法”。

本发明基于ODWT子带分类的DVC解码端边信息帧生成方法，包括以下步骤：S1、采用ODWT变换将当前WZ帧的前后两个相邻关键帧分别分解为多个子带；S2、计算所述两个相邻关键帧的差值的方差；S3、根据所述方差将所述两个相邻关键帧分解得到的子带分成两类，对其中一类中的子带分别进行运动补偿时域插值处理，得到一部分边信息子带，计算另一类中同级别子带的平均值得到另一部分边信息子带；S4、对两部分边信息子带进行逆ODWT变换得到当前WZ帧的边信息帧，所述前后两个相邻关键帧为解码后的帧。

对两个相邻关键帧的分解可通过下式实现

{Sk(x,y,t-1)}k=ODWT(f^(x,y,t-1))]]>