专利名称：基于帧级编码端速率控制的变换域分布式视频编解码器的制作方法
技术领域：
本发明属于视频编解码技术领域，涉及分布式视频编解码系统，特别涉及基于帧级编码端速率控制的变换域分布式视频编码器，可用于无线多媒体传感器网络中视频图像的实时传输。
背景技术：
随着便携式多媒体设备、无线传感器网络等多媒体应用的不断发展，对编解码算法提出了新的要求，如低的编码算法复杂度，算法复杂度可以在编解码器之间动态调节等。传统的编码系统由于编码端需要采用运动搜索算法导致其编码算法是解码算法复杂度的5到10倍，不能很好的满足其要求。在此背景下，分布式视频编解码DVC以其低复杂度的编码算法和高效的压缩效率引起人们的关注。 分布式视频编解码作为一种全新的非对称的视频压缩框架，其理论基础是20世纪70年代Slepian和Wolf提出的分布式无损编码理论，以及Wyner和Ziv提出的基于边信息的有损编码理论。具有编码端算法复杂度低，算法复杂度可以在编解码器之间动态调节等特点。传统的分布式视频编解码器主要是通过反馈信道进行解码端速率控制，这就要求应用的环境中提供反馈信道，不适用于没有反馈信道的环境，且解码复杂，会引入很大的延时。现有的技术是通过在编码端进行速率控制来去掉分布式视频编解码对反馈信道依赖，但现有的方法都是进行比特平面的速率估计，导致解码端对速率估计的精度要求高，解码出的图象质量不高。
发明内容
本发明针现有技术的不足，提供了一种基于帧级编码端速率估计的变换域分布式视频编解码系统，降低了解码端对速率估计的精度要求，提高解码图像质量。为实现上述目的，本发明提供的基于帧级编码端速率控制的变换域分布式视频编码器包括H. 264/AVC帧内编码器(101)，用于根据WZ帧的质量选择相应的量化因子对关键帧进行编码，使关键帧的质量与WZ帧基本相同，并将得到的压缩码流发送至解码端；第一 DCT模块(102)，用于对WZ帧进行nXn块大小的离散余弦变换DCT，并将变换后的系数子带发送至第一量化模块(103)，其中η代表像素；第一量化模块(103)，用于对第一 DCT模块传送的变换系数子带进行量化得到量化系数，并将量化后的系数子代发送到第一循环移位模块(104);第一循环移位模块(104)，把输入的量化后的系数子带按Z字形顺序扫描，把每块内所有的系数子带首尾相连形成一个新的系数子带，并将该新的系数子带的第I块向左循环移I位，第2块向左循环移2位，第N块向左循环移NmodR位，其中N表示块数，R表示形成的新系数子带的总比特数，mod表示取模运算，将循环移位后的系数子带发送至第一抽取比特平面模块(105);
第一抽取比特平面模块(105)，将循环移位后的系数子代抽取比特平面，并将比特平面传送给LDPC编码模块(108)；快速边信息估计模块(106)，基于相邻关键帧，进行基本帧估计和原始帧估计,并通过内插算法快速估计出边信息，并将估计出的边信息发送到帧级速率控制模块(107)；帧级速率控制模块(107)，根据速率估计公式Y = K(X_(aX2+bX+c))+B，估计出编码速率，其中X表示估计出边信息的PSNR，Y表示编码速率，K，a，b，C和B是根据最小二乘拟合方法得到的系数，并把估计出的编码速率发送到LDPC编码模块(108)；LDPC编码模块(108 )，根据估计出的WZ帧解码速率对WZ帧进行独立的LDPC编码，并将校验比特发送到解码端等待解码。所述的快速边信息估计模块(106)，包括基本帧估计子模块(3)和原始帧估计子模块(4)两部分，该基本帧估计子模块(3)，提取基本帧，并估计基本帧的运动矢量,把估计出的运动矢量发送至原始帧估计子模块；该原始帧估计子模块(4)，根据基本帧估计出的 运动矢量，估计原始帧的运动矢量，并通过内插算法得到边信息。所述的基本帧估计子模块(3)包括基本帧提取模块(301)，用于提取图像X所有偶数行偶数列的像素点构成基本帧f，并将基本巾贞f发送至运动矢量估计模块(302)；运动矢量估计模块(302)，用于把基本巾贞i第K块相邻的上面和左面两块已得到的运动矢量的均值的作为该块初始运动矢量 、,其中块的大小为8X8，并将矢量估计值发送至运动矢量修正模块(303)；运动矢量修正模块(303)，以:^ 原点，对(0，0)，(±1，0)和(0，±1)这5个点进行以绝对值误差总和SAD为代价函数的搜索匹配，即取SAD最小的运动矢量为,如果 丨在(0,0)处，将的值赋给矢量，并将矢量艮2发送至运动矢量合成模块(304)，如果^ 不在(0，0)处，则对其周围4个点(0，±2)和(±2，O)进行搜索匹配，取SAD最小的运动矢量为Pk2 ,并将矢量I2和初始矢量发送至运动矢量合成模块(304)；运动矢量合成模块(304),用于把矢量f ,和初始矢量相加,得到最终运动矢量
Vk，并将最终运动矢量欠和对应SAD的值发送至原始帧估计子模块
(4)。所述的原始帧估计子模块(4)包括运动矢量初值提取模块(401)，用于把基本帧f估计出的每块的运动矢量艮和Χ.4/Λ.赋给原始帧X对应块的初始运动矢量Vmtl和绝对值误差总和SADmtl，其中块的大小为8X8，X帧的每块的Vmtl和SADmtl发送至原始帧运动矢量修正模块(402)；原始帧运动矢量修正模块(402)，用于计算原始帧运动矢量Vmtl对应的SAD值，如果SAD值小于△ X SADmtl，该矢量为该块的最终运动矢量Vm，并将最终运动矢量Vm发送至内插模块(403)，如果SAD值大于Λ X SADmtl，对围绕Vmtl的(±1，0)和(O, ±1)这4个点进行搜索匹配，得到的SAD最小值的运动矢量为该块的最终矢量Vm，并将最终矢量Vm发送至内插模块(403)；内插模块(403)，用于根据每块的运动矢量Vm通过内插方法得到最终估计的边信息SI。为实现上述目的，本发明提供的基于帧级编码端速率控制的变换域分布式视频解码器包括H. 264/AVC帧内解码器(201 )，用于对接收到的关键帧压缩码流进行帧内解码，并将解码得到的数据发送至边信息生成模块(202)；边信息生成模块(202),用于对已解码的相邻关键巾贞米用基于巾贞内插的方式产生边信息，并将其发送至第二 DCT模块(203)；第二 DCT模块(203)，用于对边信息进行nXn块大小的离散余弦变换DCT，并将变换域的系数子带发送至第二量化模块(204)，其中η代表像素；第二量化模块(204)，用于对变换域的系数子带进行量化得到量化系数，并将量化 后的系数子代发送到第二循环移位模块(205)；第二循环移位模块(205)，把输入的量化后的系数子代按Z字形顺序扫描，把每块内所有的系数子代首尾相连形成一个新的系数子代，并将该新的系数子带的第I块向左循环移I位，第2块向左循环移2位，第N块向左循环移NmodR位，其中N表示块数，R表示形成的新系数子代的总比特数，mod表示取模运算，将循环移位后的系数子代发送至第二抽取比特平面模块(206);第二抽取比特平面模块(206 )，将循环移位后的系数子代抽取比特平面，并将比特平面传送给LDPC解码模块(207)；LDPC解码模块(207)，用于在边信息的辅助下，利用接收到的校验比特根据相关噪声模型提供的参数进行解码，解码后的参数发送到反循环移位模块(208);反循环移位模块(208)，用于将解码后的数据恢复成系数子带形式，并按与编码端循环移位模块相反的方向进行反循环移位恢复数据的原始性，并将其发送至重建模块(209)；重建模块(209)，用于将输入数据恢复其在帧内的位置，并进行反量化，将该帧数据发送至IDCT模块(210)；IDCT模块(210)，用于对输入的数据按块进行反离余弦选变换IDCT，得到解码图像。本发明与现有技术相比具有以下优点I)本发明提供了循环移位模块，对边信息进行比特级交织，使得错误比特近似均匀的分布于整帧图像，从而把比特平面级的速率估计提高到帧级，降低了解码端对编码端速率估计的精度要求，提高了解码图像质量；2)本发明提供了分层快速边信息估计模块和简单的帧级速率估计模块，在没有提闻算法复杂度的如提下，提闻了编码端边彳目息估计的精度，进而提闻了编码端速率估计的精度。
图I本发明的帧级编码端速率控制变换域分布式视频编解码器框图；图2本发明的基本帧的提取示意图；图3本发明的基本帧搜索图4本发明的循环移位示意图；图5本发明的编码端快速编信息估计模块框图；图6本发明的分层低复杂度边信息估计模块的仿真结果；图7本发明的循环移位模块的仿真结果；图8本发明的率失真性能对比图。
具体实施例方式参照图1，本发明的帧级编码端速率控制变换域分布式视频编解码器，由编码器和解码器两部分组成，其中 编码器用于将输入视频帧分为关键帧和Wyner-Ziv帧，并分别对关键帧和Wyner-Ziv帧进行H. 264/AVC帧内编码和Wyner-Ziv编码。它主要由H. 264/AVC帧内编码器101、第一 DCT模块102、第一量化模块103、第一循环移位模块104、抽取比特平面模块105、低复杂度信息估计模块106、帧级别速率估计模块107及LDPC编码模块108组成。其中H. 264/AVC帧内编码器101，根据WZ帧的质量选择相应的量化因子对关键帧进行编码，使关键帧的质量与WZ帧基本相同，并将得到的压缩码流发送至解码端；第一 DCT模块102，对WZ帧进行基于4X4块大小的离散余弦变换DCT，并将DCT后的系数子带发送至第一量化模块，其中4代表像素；第一量化模块103，对第一 DCT模块传送的系数子带进行量化得到量化系数，并将量化后的系数子代发送到第一循环移位模块；第一循环移位模块104，如图4所示，把输入的量化后的系数子带按Z字形顺序扫描，把每块内所有的系数子带首尾相连形成一个新的系数子带，对于该系数子带的第I块，向左循环移I位，第2块循环移2位，第N块循环移NmodR位，其中N表示块数，R表示形成的新系数子带的总比特数，mod表示取模运算，将循环移位后的系数子带发送至第一抽取比特平面模块；第一抽取比特平面模块105，将循环移位后的系数子代抽取比特平面，并将比特平面传送给LDPC编码模块；快速边信息估计模块106，基于相邻关键帧，进行基本帧估计和原始帧估计，并通过内插算法快速估计出边信息，并将估计出的边信息发送到帧级别速率控制模块；帧级别速率控制模块107，通过估计出的边信息和原始WZ帧计算边信息的峰值信噪比PSNR，根据速率估计公式Y = K(X-(aX2+bX+c))+B，估计出编码速率，其中X表示边信息的PSNR，Y表示估计出的编码速率，K，a, b，c和B是根据最小二乘拟合方法得到的系数，并把该速率发送到LDPC编码模块；LDPC编码模块108，根据估计出的WZ帧解码速率对接收到的比特平面进行独立的LDPC编码，并将校验比特发送到解码端等待解码。本发明的低复杂度边信息估计模块(106)包括基本帧估计子模块和原始帧估计子丰旲块两部分(如图5所),该基本巾贞估计子|旲块，提取基本巾贞，并估计基本巾贞的运动矢量，把估计出的运动矢量发送至原始帧估计子模块；该原始帧估计子模块，根据基本帧估计出的运动矢量，估计原始帧的运动矢量，并通过内插算法得到边信息。其中基本帧估计模块包括基本帧提取模块301，如图2所示，提取图像X所有偶数行偶数列的像素点构成基本中贞JT ,并将基本帧发送至运动矢量估计模块(302)；运动矢量估计模块302 :把基本帧f第K块相邻的上面和左面两块已得到的运动矢量的均值的作为该块初始运动矢量,其中块的大小为8X8，并将矢量估计值^^发送至运动矢量修正模块(303)；运动矢量修正模块303，如图3中( )所示，对(0，0)，(±1,0)和(0，±1)这5个点进行以绝对值误差总和SAD为代价函数的搜索匹配，即取SAD最小的运动矢量力；“如果^4在(0，0)处，将&的值赋给矢量艮2,并将矢量f k发送至运动矢量合成模块(304)，如果I1不在(0，0)处，如图3中所示，则对其周围4个点(0，±2)和(±2，0)进行搜索匹配，取SAD最小的运动矢量为:Ti2 ,并将矢量艮2和初始矢量I。发送至运动矢量合成模块(304)；运动矢量合成模块304，用于把矢量I2和初始矢量;相加，得到最终运动矢量即艮=vk2+vk0 ,并将最终运动矢量η和对应SAD的值 发送至原始帧估计子模块。其中原始帧估计子模块包括运动矢量初值提取模块401，用于把基本帧I估计出的每块的运动矢量 赋给原始帧X对应块的初始运动矢量Vmtl和绝对值误差总和SADmtl，其中块的大小为8 X 8，X帧的每块的Vmtl和SADmtl发送至原始帧运动矢量修正模块(402)；原始帧运动矢量修正模块402，用于计算原始帧运动矢量Vmtl对应的SAD值，如果SAD值小于△ X SADmtl，该矢量为该块的最终运动矢量Vm，并将最终运动矢量Vm发送至内插模块(403)，如果SAD值大于Λ X SADmtl，对围绕Vmtl的(±1，0)和(O, ±1)这4个点进行搜索匹配，得到的SAD最小值的运动矢量为该块的最终矢量Vm，并将最终矢量Vm发送至内插模块(403)；内插模块403，用于根据每块的运动矢量Vm通过内插方法得到最终估计的边信息SI。本发明提供的帧级速率估计模块(107)中的参数K，B，a，b和c估计包括以下两部分( I)参数K和B是通过最优化问题确定的对Foreman和Soccer两个序列边信息PSNR与解码速率进行统计分析,假设边信息的PSNR与解码速率的关系服从直线Y = KX+B ;假设先验解码成功率为T%，即有Τ%的点在直线Y = ΚΧ+Β下面；假设成功解码的点到直线Y = ΚΧ+Β的距离为该点成功解码的代价；其中Y表示一帧图像成功解码的解码速率，X表示边信息的质量PSNR。从而得到一个以代价最小为目标函数，以先验解码成功率Τ%作为约束条件的优化问题，从而求解最优的参数K和B。(2)参数a, b和c通过最小二乘拟合算法确定的假设编码端估计的边信息质量和解码端的边信息质量误差服从Xs= C \ + b 的二次多项式分布，其中Xe表示编码端估计的边信息与解码端边信息的误差dB，X表示编码端估计出的边信息质量PSNR,对Foreman和Soccer两个序列的边信息估计误差进行最小二乘拟合，得到参数a、b和C。解码器用于对Wyner-Ziv帧进行联合解码，得到恢复视频帧。它主要由H. 264/AVC帧内解码器201、边信息生成模块202、第二 DCT模块203、第二量化模块204、第二循环移位模块205、第二抽取比特平面模块206、LDPC解码模块207、反循环移位模块208、重建模块209及IDCT模块210组成。其中H. 264/AVC帧内解码器201，用于对接收到的关键帧压缩码流进行帧内解码，并将解码得到的数据发送至边信息生成模块；边信息生成模块202，用于对已解码的相邻关键帧采用基于帧内插的方式产生边信息，并将其发送至第二 DCT模块；第二 DCT模块203，用于对边信息基于块的4X4的离散余弦变换DCT，并将得到的频率系数按其在4X4块中所处的位置划分构成变换系数子带，再将各系数子带发送至第二量化模块，其中4代表像素；第二量化模块204，用于对第二 DCT模块传送的变换系数子带进行量化得到量化系数，并将量化后的系数子代发送到第二循环移位模块；第二循环移位模块205，把输入的量化后的系数子代按Z字形顺序扫描，把每块内所有的系数子代首尾相连形成一个新的系数子代，对于该系数子带的第I块，向左循环移I位，第2块循环移2位，第N块循环移^/ 位，其中N表示块数，R表示形成的新系数子代的总比特数，％表示取余运算，将循环移位后的系数子代发送至第二抽取比特平面模块；第二抽取比特平面模块206，将循环移位后的系数子代抽取比特平面，并将比特平面传送给LDPC解码模块；LDPC解码模块207，用于在边信息的辅助下，利用接收到的校验比特根据相关噪声模型提供的参数进行解码，解码后的参数发送到反循环移位模块；反循环移位模块208，用于将解码后的数据恢复成系数子带形式，并按与编码端循环移位模块相反的方向进行反循环移位恢复数据的原始性，并将其发送至重建模块；重建模块209，用于将输入数据恢复其在帧内的位置，并进行反量化，将该帧数据发送至IDCT模块；IDCT模块210，用于对输入的数据按块进行反离散 预选变换IDCT，得到解码图像。本发明的效果可以通过以下仿真进一步说明一仿真条件(I)软件环境Visual Studio 2008 ；(2) GOP尺寸奇数帧为WZ帧，偶数帧为关键帧；(3)块尺寸4X4像素；(4)参考序列Carphone (低速运动)序列,Coastguard (中低速运动)序列、Foreman(中高速运动)序列，Soccer (高速运动)序列；(5)分辨率176X144 ;(6) WZ帧先验解码成功率95% ；(7)/[目号只考虑売度/[目号；(8) PSNR和速率PSNR和速率同时考虑了关键帧和WZ的PSNR和速率。二.仿真与分析( I)编码端边信息估计性能仿真对本发明的低复杂度边信息估计模块与FMCI进行平均匹配数和归一化均方误差NRMSE仿真对比，仿真结果如图6和表I所示。表I平均匹配数和NRMSE
平均搜索次数NRMSE
平均内插Al 本发明 FMCI 本发明 FMCI------
Coastguard at 15Hz1.04.674 430.029 0.075
Soccer at 30Hz1.04.644.500.097 0.153
从图6(a)、图6(b)和表I中可以看出，与最新的FMCI算法相比,Coastguard序列在每块平均搜索次数增加O. 24 (5%)的代价下，归一化均方根误差NRMSE从O. 075降低到了 O. 029，Soccer序列在每块平均搜索次数增加O. 14 (3%)的代价下，归一化均方根误差从 O. 153 降低到了 O. 097，其中 FMCI 是 Catarina Brites 在 2007 年在文章 Encoder ratecontrol for transform domain wyner-ziv video coding 中提出的。从仿真结果可以看出，在没有明显增加搜索次数的前提下，提出的算法比FMCI算法在估计的精度方面有了大幅度的提高，特别是对中低速运动的图像序列。(2)循环移位性能仿真对本发明的循环移位模块进行仿真，仿真结果如图7所示，其中黑色表示未进行循环移位，灰色表示进行循环移位.从图7(a)和图7(b)中我们可以明显看出循环移位对比特平面错误率和解码速率平均化的效果，Soccer序列的每个比特平面速率的标准方差从 496. 55下降为3. 85 foreman序列的每个比特平面速率的标准方差从357. 56下降为8. 31，证实提出的循环移位模块可以很好的平均每个比特平面的解码速率。(3)编码端复杂度分析编码端的复杂度增加主要在边信息估计处理，从表I中我们可以发现，提出的快速边信息估计算法每块的平均搜索次数不高于5次，由于我们选择8*8块进行处理，对于QCIF序列，一帧图像的总匹配数不高于2000次，而且每次仅进行64次加法运算。从而说明编码端增加的计算量很小。(4)系统仿真对本发明的系统进行仿真，仿真结果如图8所示，其中FERC表示本发明的率失真曲线，DRC表示解码端速率控制的率失真曲线。图8(a)和图8(b)中我们可以发现，对于Coastguard序列和Foreman序列,本发明比2009年提出的ERA系统解码图像质量PSNR分别提高了 3dB 和 0. 5dB，其中 ERA 系统是 W. A. R. J. Weerakkody 在 2009 年的文章 Enhancedreconstruction algorithm for unidirectional distributed video coding 中提出的。因为Foreman的运动强度比Coastguard要大,解码端对编码端速率估计的精度要求就更高，由于提出的系统能很好的降低解码端对编码端速率估计的精度要求，进而导致了更多的性能提升。从图8(a)、图8(b)、图8(c)和图8(d)中我们可以发现，跟有反馈的解码端速率控制方案相比，仅有I. 3dB的差距。说明提出的系统能在去掉反馈信道的前提下，系统的性能并没有明显的降低。(5)结论本发明提出的基于编码端速率控制的无反馈变换域分布式视频编解码系统，在没有明显增加编码端复杂度的前提下，去掉了系统的反馈信道，与有反馈的解码端速率控制系统相比，本发明的性能并没有明显的降低；与现有的编码端速率控制系统相比，本发明提高了解码图像质量。
权利要求
1.一种基于帧级编码端速率控制的变换域分布式视频编码器，包括 H.264/AVC帧内编码器(101)，用于根据WZ帧的质量选择相应的量化因子对关键帧进行编码，使关键帧的质量与WZ帧基本相同，并将得到的压缩码流发送至解码端； 第一 DCT模块(102)，用于对WZ帧进行nXn块大小的离散余弦变换DCT，并将变换后的系数子带发送至第一量化模块(103)，其中η代表像素； 第一量化模块(103)，用于对第一 DCT模块传送的变换系数子带进行量化得到量化系数，并将量化后的系数子代发送到第一循环移位模块(104)； 第一循环移位模块(104)，把输入的量化后的系数子带按Z字形顺序扫描，把每块内所有的系数子带首尾相连形成一个新的系数子带，并将该新的系数子带的第I块向左循环移I位，第2块向左循环移2位，第N块向左循环移NmodR位，其中N表示块数，R表示形成的新系数子带的总比特数，mod表示取模运算，将循环移位后的系数子带发送至第一抽取比特平面模块(105)； 第一抽取比特平面模块(105)，将循环移位后的系数子代抽取比特平面，并将比特平面传送给LDPC编码模块(108); 快速边信息估计模块(106)，基于相邻关键帧，进行基本帧估计和原始帧估计,并通过内插算法快速估计出边信息，并将估计出的边信息发送到帧级速率控制模块(107); 帧级速率控制模块(107)，根据速率估计公式Y = K(X-(aX2+bX+c))+B，估计出编码速率，其中X表示估计出边信息的PSNR，Y表示编码速率，K，a，b，c和B是根据最小二乘拟合方法得到的系数，并把估计出的编码速率发送到LDPC编码模块(108)； LDPC编码模块(108)，根据估计出的WZ帧解码速率对WZ帧进行独立的LDPC编码，并将校验比特发送到解码端等待解码。
2.根据权利要求I所述的视频编码器，其特征在于，快速边信息估计模块(106)，包括基本帧估计子模块(3)和原始帧估计子模块(4)两部分，该基本帧估计子模块(3)，提取基本帧，并估计基本帧的运动矢量，把估计出的运动矢量发送至原始帧估计子模块；该原始帧估计子模块(4)，根据基本帧估计出的运动矢量，估计原始帧的运动矢量，并通过内插算法得到边信息。
3.根据权利要求I所述的视频编码器，其特征在于，基本帧估计子模块(3)包括 基本帧提取模块(301)，用于提取图像X所有偶数行偶数列的像素点构成基本帧a并将基本巾贞I发送至运动矢量估计模块(302)； 运动矢量估计模块(302)，用于把基本帧f第K块相邻的上面和左面两块已得到的运动矢量的均值的作为该块初始运动矢量,其中块的大小为8X8，并将矢量估计值^^发送至运动矢量修正模块(303)； 运动矢量修正模块(303)，以艮^原点，对(0，0)，(±1,0)和(0，±1)这5个点进行以绝对值误差总和SAD为代价函数的搜索匹配，即取SAD最小的运动矢量为，如果在(0,0)处，将艮〗的值赋给矢量I2，并将矢量I2发送至运动矢量合成模块(304)，如果^不在(0，0)处，则对其周围4个点(0，±2)和(±2，O)进行搜索匹配，取SAD最小的运动矢量为,并将矢量和初始矢量f w发送至运动矢量合成模块(304)；运动矢量合成模块(304)，用于把矢量I2和初始矢量Ie相加，得到最终运动矢量,BPh=Vdho，并将最终运动矢量I和对应SAD的值发送至原始帧估计子模块(4)。
4.根据权利要求I所述的视频编码器，其特征在于，原始帧估计子模块(4)包括 运动矢量初值提取模块(401)，用于把基本帧f估计出的每块的运动矢量I和,、:4/\赋给原始帧X对应块的初始运动矢量Vmtl和绝对值误差总和SADmtl，其中块的大小为8 X 8，X帧的每块的Vmtl和SADmtl发送至原始帧运动矢量修正模块(402)； 原始帧运动矢量修正模块(402)，用于计算原始帧运动矢量Vmtl对应的SAD值，如果SAD值小于△ XSADmtl，该矢量为该块的最终运动矢量Vm，并将最终运动矢量Vm&送至内插模块(403)，如果SAD值大于Λ X SADmtl，对围绕Vmtl的(±1，0)和(O, ±1)这4个点进行搜索匹配，得到的SAD最小值的运动矢量为该块的最终矢量Vm，并将最终矢量Vm发送至内插模块(403)； 内插模块(403)，用于根据每块的运动矢量Vm通过内插方法得到最终估计的边信息SI。
5.一种基于帧级编码端速率控制的变换域分布式视频解码器，包括 H.264/AVC帧内解码器(201)，用于对接收到的关键帧压缩码流进行帧内解码，并将解码得到的数据发送至边信息生成模块(202)； 边信息生成模块(202)，用于对已解码的相邻关键帧采用基于帧内插的方式产生边信息，并将其发送至第二 DCT模块(203)； 第二 DCT模块(203)，用于对边信息进行nXn块大小的离散余弦变换DCT，并将变换域的系数子带发送至第二量化模块(204)，其中η代表像素； 第二量化模块(204)，用于对变换域的系数子带进行量化得到量化系数，并将量化后的系数子代发送到第二循环移位模块(205)； 第二循环移位模块(205)，把输入的量化后的系数子代按Z字形顺序扫描，把每块内所有的系数子代首尾相连形成一个新的系数子代，并将该新的系数子带的第I块向左循环移I位，第2块向左循环移2位，第N块向左循环移NmodR位，其中N表示块数，R表示形成的新系数子代的总比特数，mod表示取模运算，将循环移位后的系数子代发送至第二抽取比特平面模块(206)； 第二抽取比特平面模块(206)，将循环移位后的系数子代抽取比特平面，并将比特平面传送给LDPC解码模块(207 ); LDPC解码模块(207)，用于在边信息的辅助下，利用接收到的校验比特根据相关噪声模型提供的参数进行解码，解码后的参数发送到反循环移位模块(208); 反循环移位模块(208)，用于将解码后的数据恢复成系数子带形式，并按与编码端循环移位模块相反的方向进行反循环移位恢复数据的原始性，并将其发送至重建模块(209)； 重建模块(209)，用于将输入数据恢复其在帧内的位置，并进行反量化，将该帧数据发送至IDCT模块(210)； IDCT模块(210)，用于对输入的数据按块进行反离余弦选变换IDCT，得到解码图像。
全文摘要
本发明公开了一种基于帧级编码端速率控制的变换域分布式视频编解码器，主要解决变换域分布式视频编解码器在缺乏反馈信道时无法应用问题。该系统包括编码器和解码器两部分，编码器包括H.264帧内编码器和WZ帧编码器，其中WZ帧编码器首先估计出该WZ帧成功解码的码率，然后根据估计出码率对该WZ帧进行独立编码；解码器包括H.264帧内解码器和WZ帧解码器，其中WZ帧解码器对接收到的码流联合边信息进行联合解码。本发明通过循环移位算法使错误比特基本均匀的分布于整帧图像，进而把比特平面级的速率估计提高到帧级，降低了解码端对速率估计的精度要求，提高了解码图像质量。
文档编号H04N7/50GK102790881SQ20121024921
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者刘儒, 杨龙, 邸高松, 阔永红, 陈健 申请人:西安电子科技大学