分布式视频编码中基于块的运动补偿插值边信息估计算法研究

摘要

随着移动通信、无线网络和视频技术的发展，出现了诸如无线PC相机、移动视频电话及无线传感器网络等一些新的视频应用，这些新的应用需要低功耗、低复杂度的编码设备。然而，传统的数字视频编码标准如ISO/IEC的MPEG或ITU-T的H.26x系列不能满足这些新的应用。分布式视频编码作为一种全新的视频编码系统随之产生，分布式视频编码系统是一种非对称的视频压缩系统，它采用独立编码(帧内编码)和联合解码(帧间解码)的方案，实现了低复杂度的编码端设计。
　　 在分布式视频编码系统中，边信息(Side Information)极为重要，边信息的正确与否对分布式视频编码系统的率失真性能和压缩效率有着显著的影响，边信息构造得越准确，解码端解码时所需要的校验比特就越少，压缩效率就越高。然而，如何准确地构造边信息是分布式视频编码的一个突出难点。
　　 本文首先回顾了分布式视频编码的理论依据及研究现状，并介绍了三种典型的分布式视频编码方案，其次分析了边信息的一般估计方法和多边信息产生算法，重点分析并实现了两种利用空间和时间相关性产生多边信息的算法。最后本文重点提出了一种基于块边界连续性的运动补偿插值边信息估计算法，该算法利用经过运动平滑后的双向运动矢量，按不同比率进行运动补偿得到多个插值帧，这样得到的运动矢量场更准确，插值帧的质量也更好。该算法还充分利用不同插值帧的互补性和块边界连续性进一步改进了最终插值帧的质量。对不同序列的仿真实验结果表明，本文提出的算法与现有算法相比，在编码性能和图像主观质量方面都有所提高。