[发明专利]基于DISCOVER框架的分级分布式视频编码方法及系统

说明书

本发明提供一种基于DISCOVER框架的分级分布式视频编码方法及系统，将分级视频编码引入DISCOVER分布式视频编码框架中，实现分布式视频编解码中的分级传输，包括基本层编码框架与增强层编码框架，两部分框架由熵计算器模块与控制模块连接，编码框架自行控制传输的视频分辨率；当熵计算器模块计算视频帧信息量较小即视频图像熵不超过视频背景图像熵的设定比例值时，编码端只进行基本层编码，解码端只进行基本层；当熵计算器模块计算视频帧信息量较大即视频图像熵超过视频背景图像熵的设定比例值时，熵计算器激活增强层信息编码，解码端激活增强层信息解码。该种基于DISCOVER框架的分级分布式视频编码方法，能够提高视频编码效率，最终实现降低传感器节点能耗的目的。

技术领域

本发明涉及一种基于DISCOVER框架的分级分布式视频编码方法及系统，针对无线传感器网络中多媒体数据传输的改进方案，解决视频在满足解码端应用的前提下，快速传输的问题，属于视频传感器网络技术领域。

背景技术

无线多媒体网络通信技术近年来的快速发展，造成了众多新起的视频应用领域，如移动可视电话、无线PC摄像机、无线视频监控、无线多媒体传感器网络等。在无线多媒体传感器网络中由于受到存储容量、计算和通信能力以及视频终端需要简单编码的影响，传统的视频编码标准越来越难以应用。在此背景下，分布式视频编解码方法应时而生，并以其高效的编码方式，引起了相关研究者的关注。

Internet网是分组交换网，缺乏QoS保证，在进行视频传输时会因为网络信道的变化出现数据包的延迟或丢失，但在MPEG-2标准的扩展中的可分级编码很好的解决了这一问题。其可以根据接收端反馈的接受状况信息调整信息服务质量，并能自动适应网络信道调整服务质量，实现对网络带宽的最大利用。

经典的分布式视频编码方式包括Slepian-Wolf无损信源编码和Wyner-Ziv有损信源编码，并以二者为理论基础形成了分布式视频编码方法，改变了编码复杂度是解码复杂度5-10倍的情况，且较传统编码具有较高的压缩效率，更好的鲁棒性。

目前较为经典的分布式视频编解码框架主要包括Bernd Girod等提出的空间域Wyner-ziv视频编码、频域Wyner-ziv视频编码、University of California, Berkeley的Rohit Puri等在2003年提出的PRISM、Zixiang Xiong提出的分级Wyner-ziv视频编码（Layered Wyner-Ziv video coding）。近年来基于小波变换的分布式视频编码与基于多视角的分布式视频编码也获得了相关研究人员的广泛关注。当前使用的大多数分布式视频编解码方法都是将帧分为关键帧（K帧）和Wyner-ziv（WZ帧），然后对K帧采用传统的帧内编解码方式，对WZ帧采用帧内编码和帧间解码相结合的方式。对于WZ帧先进行DCT（离散余弦变换），减少图像中的高频分量，再将其量化到个区间内，送进编码器进行编码，最后在解码端利用K帧解码时的运动插值和估计生成的边信息与解码器重建WZ帧。

以上方法对于信息量稳定的视频编码无疑是适合的，但是对于信息量变化的情况，不能够自适应地进行针对编码，造成了一定的效率浪费。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是提供一种基于DISCOVER框架的分级分布式视频编码方法及系统，将传统空间可分级编码和DISCOVER视频编码方案进行融合，并增加了图像熵计算器模块，用于判断是否激活增强层编码，提升编解码的灵活性，解决现有技术中存在的传统的编解码总是以固定的速率进行传输，不能根据复杂多变的网络状况作出相应的传输速率变化，实用性受到了很大的限制的问题。

本发明的技术解决方案是：