基于预测模式拷贝的hevc多描述编码的制作方法
【专利摘要】基于预测模式拷贝的HEVC多描述编码算法，属于信号处理【技术领域】，特别涉及信号编码技术。用来解决多相空间亚采样多描述视频编码方法产生冗余过多，尤其在中高比特率编码压缩时编码效率不高这一问题。在编码时，对各描述采用了不同方案。其中编码器采用HEVC，只对单个描述的其中一个子序列预测编码，而对于另一子序列的预测模式和运动矢量的选择则直接拷贝已编码子序列的对应块，同时计算预测残差。此方法充分利用各子序列间的时空相关性，在降低冗余性的基础上，减少了编码计算。由于单个描述的两子序列之间有很强的时空相关性，各子序列时间轴位置相同的单个帧的图像块有类似的最佳运动预测模式，且运动矢量基本相似。
【专利说明】基于预测模式拷贝的HEVC多描述编码
【技术领域】
[0001] 本发明涉及信号处理【技术领域】，特别涉及信号编码技术，具体是指一种基于预测 模式拷贝的HEVC多描述编码方法。
【背景技术】
[0002] 大数据时代的到来，伴随着互联网和无线通信网络的高速发展，视频传输错误包 括数据错误、丢失和过度时延等导致视频重建质量严重下降，成为制约网络多媒体服务发 展的关键因素。多描述编码（Multiple Description Coding,MDC)针对不可靠信道传输问 题进行信源差错复原编码，抗干扰能力强且使用范围广，为解决视频经过不可靠网络传输 后质量严重下降提供了一种有效的解决方案。
[0003] 传统视频多描述编码方法多是基于单帧图像的多描述编码，如基于量化的多描述 视频编码和基于变换的多描述视频编码等，其特点是算法复杂度相对较低、编解码速度较 快。然而这些基于单帧处理的多描述编码方法有较大的局限性，例如由于网络带宽窄或者 网络性能不稳定造成编码信息传输失败从而导致编解码两端的参考帧不同（也叫失配现 象）、视频帧间的冗余没有采用相应办法来去除等等。若单纯对各描述进行运动预测和运动 补偿等复杂计算处理，会增加算法复杂度，同时影响编解码效率。因此，多描述视频编码研 究的重中之重就是减小失配产生的影响。
[0004] 一些采用H. 264关键技术或者H. 264编码框架的多描述视频编码方案不断涌现。 如在2004年的图像处理国际会议上，Bernadini，Durigon等人提出的基于H. 264的多相 空间亚米样多描述视频编码（Polyphase Spatial Subsampling Multiple Description Coding，PSS-MDC)，其首先对原始图像进行空间亚采样，得到四个子图像序列；然后采用 H. 264编码器分别对子图像序列编码，从而产生四路码流。虽然此方法抗误码能力强，但存 在大量冗余。针对此方法所存在的问题，也出现了一系列的改进算法，但都是采用H. 264的 关键方法尽可能地减少视频帧间帧内冗余，并提高纠正失配引起的错误方面的性能，并不 适用于低码率传输的应用场景。
【发明内容】
[0005] 本发明是针对多相空间亚采样多描述视频编码方法产生冗余过多，尤其在中高比 特率编码压缩时编码效率不高这一问题，结合已有各种编码方案，采用类似于PSS-MDC的 描述创建方式来创建描述。提出了一种基于HEVC和预测模式拷贝的多描述视频编码方法 (HEVC-MDC)。在编码时，对各描述采用了不同方案。其中编码器采用HEVC，只对单个描述的 其中一个子序列预测编码，而对于另一子序列的预测模式和运动矢量的选择则直接拷贝已 编码子序列的对应块，同时计算预测残差并编码。此方法充分利用各子序列间的时空相关 性，在降低冗余性的基础上，减少了编码计算。本发明具体的编码框架如图1所示。
[0006] 本发明提供的技术方案如下：
[0007] -种基于预测模式拷贝的HEVC多描述编码方法，包括以下几个步骤：
[0008] (1)对输入的原始YUV视频以帧为单位进行梅花下采样得到
【权利要求】
1. 一种基于预测模式拷贝的HEVC多描述编码方法，其特征在于，所述的方法包括以下 步骤： (1) 对原始待编码的YUV视频以帧为单位进行梅花下采样，采样方向分为水平和坚直， 从而产生子序列/Γ、U2)、以 3)、广4)，将/丨"和/1"组合成一个描述，将以2)和/丨"组合成一个描 述；其中和/! 4)是对原始待编码的YUV视频的第k帧进行水平方向采集的子序列，/丨2)和 /!3)是垂直方向采集的子序列； (2) 使用HEVC编码器分别编码子序列/广和42)，并保存各自预测单元的最佳预测模式 和运动矢量； (3) 对于/!4)和/Γ中的每一预测单元，分别读取对应位置（空间位置相同）预 测单元的最佳预测模式和运动矢量；计算出对应的预测残差叫3)和戌4);其中AT表示/丨 2)和 /Γ空间位置对应计算出的预测残差，句4)表示和/〗4)空间位置对应计算出的预测残差； (4) 确定当前的预测单元类型，若是帧内预测（I帧，帧内编码帧）跳至步骤（5)，若是 帧间预测则跳至步骤（6); (5) 如果/t("对应位置的预测单元是帧内预测，那么选用该预测单元的最佳帧内预测模 式直接对A (4)的当前预测单元进行帧内预测；同理，对U3>的帧内预测要参照以2)进行处理；跳 至⑵； (6) 如果/Γ的对应位置预测单元是帧间预测（P帧，前向预测的帧间编码），那么选用该 预测单元的最佳预测模式和运动矢量对/) 4)的当前预测单元进行帧间预测；同理，对/!3)的帧 间预测参照U2)进行处理； (7) 对/!3>和/!4)当前预测单元的预测误差叫3)和吧进行DCT、量化和熵编码； (8) 将/Γ和代4)的熵编码结果、42)和叫3)的熵编码结果分别打包成两个描述通过不同信 道进行传输。
【文档编号】H04N19/39GK104219530SQ201410505535
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】苏维均, 邵军, 陈秀新, 于重重, 高成 申请人:北京工商大学