[发明专利]一种基于旋转的多描述视频编解码方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及视频编解码技术领域，尤其涉及一种基于旋转的多描述视频编解码方法、装置及系统。

背景技术

近年来，随着INTERNET和各种无线终端的普及推广，多媒体信息在误码多发的环境中的传输问题越来越受到重视。当前的互联网是一种“尽力而为”的网络，其中存在着信道干扰、网络拥塞和路由选择延迟等问题，这些将导致数据错误及分组丢失等现象。而无线通信信道的随机比特错误和连续的突发性差错等问题进一步恶化了信道条件，导致所传输的多媒体数据部分比特流失效或彻底丢失。在H.264/AVC和MPEG等一系列视频编码标准中，由于运动估计和运动补偿的使用，单个包的丢失经常对随后多帧造成影响。这些问题成为限制网络实时多媒体通信的瓶颈。

多描述编码(Multiple div coding，MDC)是一种行之有效的解决上述问题的方法。多描述编码假设在信源和信宿之间存在多个独立信道，假设每个信道发生错误的概率为p，那么n各个信道同时出错的概率将为pⁿ。通过生成多个同等重要、可独立解码的同一信源的多个描述，从而保证在其中一些描述丢失的时候，仍可以得到可接受的重建质量，而随着收到描述的增加，信源的重建质量也随之提高。为了统一，其中每一个描述的解码都称之为边路解码，而所有的描述都收到时将调用中心路解码器。由于使用部分的信息就可以重建出一个质量可接受的图像，因此多描述编码在语音编码、图像编码、视频编码、多分布的存储系统以及低延时的系统中将有着非常重要的应用。与分层编码相比，多描述编码没有基本层和增强层之分，各个描述同等重要，非常适合在非优先保护的网络环境中应用；与基于差错保护的FEC和带有自动重传(ARQ)机制的容错编码方案相比，多描述编码具有较好的实时性要求。

众所周知，传统的视频编码利用邻近帧之间的时间相关性来提高数据压缩能力，因而大多数的视频编码是基于运动估计和运动补偿的，这在应用到多描述编码方案中不可避免地涉及到误匹配(Mismatch)的问题，即由于信道错误导致解码端(边路或者中心路解码器)所用的参考块与编码端所使用的参考块不一致而产生的问题。最简单的误匹配控制方法是每个描述使用单独的预测环路进行编码和重建视频。常见的两描述编码是把视频序列按照奇数帧和偶数帧抽样为两个子序列，分别进行预测、编码、传输和重建。当只接收到一个描述时，通过运动补偿和相邻帧的时间插值重建丢失帧；当两路描述全部收到时，对收到的奇偶帧进行重新组合重建视频序列。与此类似，还有空间域的抽样方法。这类算法具有易于实现和且可以直接应用到传统的单描述方案中，但是在冗余调节方面不是很灵活，而且由于时间、空间或者频率域上的抽样，相邻帧或对应块上的相关性变小，增大了预测残差，降低了压缩效率。Vaishampayan采用分别在两个预测环内联合量化预测误差的方法以避免误匹配误差，然而由于两个边路的量化过于粗糙导致编码效率较低。另一类失配控制算法是增加失配编码过程，也就是把中心路预测和边路预数据包抽样模块，用于对H.264残差编码模块输出数据经奇偶抽样；

描述3模块，用于存储数据包抽样模块奇抽样；

描述4模块，用于存储数据包抽样模块偶抽样。

8.一种基于旋转的多描述视频解码装置，其特征在于：包括以下模块：

判断模块，用于判断两个描述中对应同一视频内容的数据包有没有全部丢失；

重建模块，若两个描述中对应同一视频内容的数据包没有全部丢失，使用未丢失的数据包的重建代替丢失部分，解码端的显示的视频为两者的平均，两个描述使用原描述作为参考帧；若对应同一视频内容的数据包全部丢失，此时丢失的数据包使用H.264解码端的错误隐藏技术进行恢复重建，而解码端的显示仍然使用两路描述的平均，两路描述都使用平均帧作为参考。

9.如权利要求8所述一种基于旋转的多描述视频解码装置，其特征在于，进一步包括以下模块：

残差解码模块，用于对残差解码；

相加模块，用于将残差解码和描述1、描述2解码结果相加。

10.一种基于旋转的多描述视频解码系统，其特征在于，包括由权利要求6或7所述的编码装置和权利要求8或9所述的解码装置。

a、获得描述1的重建帧f’并进行反向对称变换，与描述2的重建帧f”平均；

b、将上述平均值与原始视频帧f进行做差得到残差值；

c、对残差值进行H.264编码；

d、然后对H.264残差编码进行奇偶抽样得到描述3和描述4。

本发明还提供了一种基于旋转的多描述视频解码方法，包括以下步骤：