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多描述编码(MDC,Multiple Description Coding)是针对差错信道上的信息传输丢包和误码问题而提出来的一种解决方案,它可以在实现数据压缩的同时有效提高数据传输的鲁棒性,从而保证图像信息在差错信道下的高效传输。本文对几种常用的多描述编码形式在实际应用中的关键问题进行了深入研究,对原有的多描述编码形式进行了改进和创新。本文所做贡献主要如下:
由量化框架扩展系数所产生的多描述图像编码,在差错信道下具有良好的图像差错恢复性能。本文提出一种基于均匀紧支框架扩展的高效多描述图像编码方法。首先构造一种在量化噪声下具有均方误差意义上最优框架重建的均匀紧支框架。然后以小波零树作为框架扩展的基本运算单元,在小波域对不同子带信息采用不同维度的框架进行扩展。实验结果证明,相较于其他几种基于框架扩展的方法,本文方法在同样的信道条件下具有更好的图像差错恢复性能。
多描述编码引入的冗余难以避免地占用了更多带宽,为了有效提高多描述编码的编码效率,本文将多描述标量量化与SPIHT编码联合起来。首先对两描述的多描述标量量化进行多维空间索引分配扩展。然后对由边索引形成的各个描述进行SPIHT编码,得到多个可独立传输的多描述码流。这种方法特别适合于信道条件较恶劣环境中的图像传输,能够在较大的信道丢包率和较严格的码率限制下,保持很好的图像恢复性能。
进一步地,由于多描述编码和分层编码分别是解决信道丢包和网络异构性的有效方法。因此,本文结合两者的优势,提出一种基于感兴趣区域的分层多描述图像编码方法。利用SPIHT编码的分层内嵌特性,将图像编码为多个SPIHT描述码流,同时根据感兴趣区域将每个描述码流分为基本层码流和增强层码流。实际应用中将基本层传送给低带宽用户,基本层和增强层一起传送给高带宽用户。实验证明,该方法对于带宽受限条件下的图像传输具有很好的差错恢复鲁棒性,能为图像感兴趣区域提供非常有效的保护。