面向多媒体传感网的分布式视频编解码研究

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近年来,伴随着无线多媒体通信技术的迅速发展,无线低功耗监视网络、一次性摄像机、医疗应用、多视角图像监控等新的视频应用不断出现,其特点是应用中的大量资源受限(例如CPU、电池能量、通信带宽等),因此为了适应新的视频应用需求,亟待研究低复杂度的编码器。传统视频编码标准(如MPEG、H.26x)编码采用运动估计和运动补偿技术,造成其编码复杂度是解码复杂度的5~10倍,难以满足新视频应用的编码复杂度低的要求。如何高效利用无线多媒体传感器网络的有限资源收集视频数据,成为当前的一个研究热点。本文研究了适用于多媒体传感网的分布式视频编解码方案,针对传统单视角和传统多视角分布式视频编码,进行了相应改进。传统单视角分布式视频编码(Wyner-Ziv分布式视频编码)基于Turbo或LDPC对Wyner-Ziv帧的所有区域不加区别地编码,这种方式的编码处理,对于运动剧烈区域,解码端不能准确的解码运动剧烈区域并且向反馈信道发送更多的请求信息,使得编码效率降低,同时对运动剧烈区域解码也不够准确,造成图像中部分区域失真。本文提出基于DCTH (Discrete Cosine Transform Hash)的分布式视频编码算法,通过感兴趣区域(Region of Interest, ROI)判定准则得到运动剧烈区域和非运动剧烈区域。对于运动运动剧烈区域,提取其离散余弦变换低频系数作为DCTH用来辅助解码端进行解码,解码端利用已解码的DCT低频系数进行双向运动估计,采用基于DCTH运动内插生成最佳边信息。而对于非运动剧烈区域则采用传统的运动内插方法生成边信息。对于传统多视角分布式视频编码的主视角中WZ帧中某些运动较剧烈的区域,很难准确地生成其时间边信息,并且对时间和空间边信息进行完全融合生成融合边信息用来解码主视角中的Wyner-Ziv帧的问题。本文结合基于DCTH的分布式视频编码算法,提出了基于ROI宏块区分的多视角分布式视频编码算法。仿真实验验证了本文提出的面向单视角和多视角分布式视频编码改进算法的有效性。
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