基于宏块分类的分布式残差视频编译码方法技术

本发明专利技术公开了一种基于宏块分类的分布式残差视频编译码方法，包括：将整个视频划分为KEY帧和WZ帧；编码端用WZ帧减去参考帧，得到残差视频帧，对其用所提的宏块分类方案分出Intra块、Skip块和WZ块；对Intra块进行Intra编码，对WZ块进行非均匀量化和低密度奇偶校验码编码；同时采用变长码编码将宏块分类信息传送到译码端；译码端通过变长码译码得到分类信息，根据分类信息对三种宏块进行相应的处理并拼成残差帧，然后加上参考帧得到WZ帧的译码图像；最后将KEY帧译码图像和WZ帧译码图像合并成译码后的视频。本发明专利技术方法简单有效，在编码端进行宏块分类时不仅计算量小，阀值设置简单，而且还不需要产生边信息，保证了分布式视频编码在编码端具有低复杂度的特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种分布式残差视频编译码方法，尤其是一种基于宏块分类的分布式残差视频编译码方法，属于视频编译码

技术介绍
分布式残差视频编码(Distributed Residual Video Coding,DRVC)是继像素域编码(pixel-domain distributed video coding，PDDVC)、变换域编码(transform-domain distributed video coding TDDVC)后的一种分布式视频编码方案。为了提高系统的RD特性，在编码端对宏块进行分类(block mode decision,BMD)是一种有效的办法；当前对BMD的研究多集中在PDDVC和TDDVC框架内，以TDDVC系统为主，对DRVC系统研究很少。在PDDVC和TDDVC系统中，宏块分类算法都涉及比较复杂的计算，比如需要计算当前宏块和前、后帧对应宏块之间的“绝对差和”(sum of absolute differences，SAD)；计算当前宏块内像素的方差；计算由发送码率和失真函数组成的代价函数等……。这些计算都不简单，当把它们放在编码端进行时，无疑会增加编码端的计算负担。而且在进行宏块分类时，还要预先设置阀值，但是怎样设置这些阀值在论文中都没有提及。另外如果想要进行更加准确的宏块分类，编码端通常要产生一个边信息(side information)SI’。由于编码端资源有限，不能使用运动补偿内插(motion compensated frame interpolation，MCFI)这样复杂度高的算法来产生SI’，只能用平均内插(Average Interpolation，AI)或者快速运动补偿(Fast Motion Compensation Interpolation，FMCI)这样复杂度低的算法来产生简单SI’，尽管如此，还是不可避免的增加了编码端的复杂度。上述这些缺点使得BMD在实际应用的时候受到了限制，而目前国内专利申请的内容主要是TDDVC系统中的宏块分类技术，如下：中国专利申请号为CN103347188A的专利技术专利文献，公开了一种分布式视频编码非关键帧压缩感知编解码方法，该方法根据需要的测量数目将图像块划分为不同的类型，依据图像块的类型选择不同编码方式。中国专利申请号为CN102137263A的专利技术专利文献，公开了一种基于相关性模型(correlation noise model,CNM)关键帧分类的分布式视频编码及解码方法，该方法将编码序列分为高速运动序列块、中速运动序列块和低速运动序列块并分别采用帧内模式编码、反向运动矢量估计模式编码和跳帧模式编码。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种基于宏块分类的分布式残差视频编译码方法，该方法简单有效，在编码端对残差帧进行宏块分类时不仅计算量小，阀值设计简单方便，而且还不需要产生边信息，保证了分布式视频编码在编码端具有低复杂度的特性。本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：基于宏块分类的分布式残差视频编译码方法，包括以下步骤：S1、将整个视频按照GOP＝2划分为KEY帧和WZ帧；S2、编码端将WZ帧减去参考帧，得到编码端残差帧，将编码端残差帧按照4×4的大小分块，根据宏块分类方案分出Intra块、Skip块和WZ块；S3、编码端对Intra块进行编码，包括DCT变换、均匀量化和熵编码；Skip块不进行传输；而WZ块按照非均匀量化方案进行量化，得到量化序号，然后进行低密度奇偶校验码编码；S4、编码端采用变长码编码将Intra块、Skip块、WZ块的分类信息传送到译码端；S5、译码端通过变长码译码得到分类信息，根据分类信息对Intra块、WZ块、Skip块进行相应的处理；S6、译码端将Intra块、WZ块、Skip块的处理结果拼成残差帧，将该残差帧加上参考帧得到WZ帧的译码图像；S7、将KEY帧译码图像和WZ帧译码图像合并成译码后的视频。作为一种实施方案，步骤S2中，所述根据宏块分类方案分出Intra块和Skip块，剩下的为WZ块，具体为：1)Intra块：是指Rblock和R′block之间相关性差的块，定义至少有6个pi满足|pi|>30的Rblock；其中，Rblock是指编码端宏块，R′block是指译码端宏块，pi是指编码端宏块Rblock中的残差像素；2)Skip块：是指Rblock和R′block之间相关性好的块，定义全部pi满足|pi|≤10的Rblock；3)WZ块：既不属于Intra块也不属于Skip块的宏块。作为一种实施方案，步骤S3中，所述WZ块按照死区量化方案进行量化，得到量化序号，具体为：1)残差信号的量化范围为[-255,-31]时，量化序号为-1；2)残差信号的量化范围为[-30,30]时，量化序号为0；3)残差信号的量化范围为[31,255]时，量化序号为1。作为一种实施方案，步骤S5中，根据分类信息对Intra块进行相应的处理，具体为：根据Intra块的分类信息对Intra块进行Intra译码，得到译码结果，该译码即为Intra块的处理结果作为一种实施方案，步骤S5中，根据分类信息对WZ块进行相应的处理，具体为：通过运动补偿办法得到WZ帧的边信息，则译码端残差帧为WZ帧的边信息减去参考帧，根据分类信息得到WZ块在译码端残差帧中的对应块，并按照步骤S3中的非均匀量化方案进行量化，然后结合编码端传过来的校验位进行信道译码，当译码不成功时，通过反馈信道向编码端申请更多的校验位，译码成功后经过反量化得到WZ块的处理结果作为一种实施方案，步骤S5中，根据分类信息对Skip块进行相应的处理，具体为：根据分类信息得到Skip块在译码端残差帧中的对应块，并采用下面公式对其进行改善： p i ′ = 10 p i ′ > 10 - 10 p i ′ < - 10 p i 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于宏块分类的分布式残差视频编译码方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、将整个视频按照GOP＝2划分为KEY帧和WZ帧；S2、编码端将WZ帧减去参考帧，得到编码端残差帧，将编码端残差帧按照4×4的大小分块，根据宏块分类方案分出Intra块、Skip块和WZ块；S3、编码端对Intra块进行Intra编码，包括DCT变换、均匀量化和熵编码；Skip块不进行传输；而WZ块按照非均匀量化方案进行量化，得到量化序号，然后进行低密度奇偶校验码编码；S4、编码端采用变长码编码将Intra块、Skip块、WZ块的分类信息传送到译码端；S5、译码端通过变长码译码得到分类信息，根据分类信息对Intra块、WZ块、Skip块进行相应的处理；S6、译码端将Intra块、WZ块、Skip块的处理结果拼成残差帧，将该残差帧加上参考帧得到WZ帧的译码图像；S7、将KEY帧译码图像和WZ帧译码图像合并成译码后的视频。

【技术特征摘要】
1.基于宏块分类的分布式残差视频编译码方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、将整个视频按照GOP＝2划分为KEY帧和WZ帧；S2、编码端将WZ帧减去参考帧，得到编码端残差帧，将编码端残差帧按照4×4的大小分块，根据宏块分类方案分出Intra块、Skip块和WZ块；S3、编码端对Intra块进行Intra编码，包括DCT变换、均匀量化和熵编码；Skip块不进行传输；而WZ块按照非均匀量化方案进行量化，得到量化序号，然后进行低密度奇偶校验码编码；S4、编码端采用变长码编码将Intra块、Skip块、WZ块的分类信息传送到译码端；S5、译码端通过变长码译码得到分类信息，根据分类信息对Intra块、WZ块、Skip块进行相应的处理；S6、译码端将Intra块、WZ块、Skip块的处理结果拼成残差帧，将该残差帧加上参考帧得到WZ帧的译码图像；S7、将KEY帧译码图像和WZ帧译码图像合并成译码后的视频。2.根据权利要求1所述的基于宏块分类的分布式残差视频编译码方法，其特征在于：步骤S2中，根据宏块分类方案分出Intra块、Skip块和WZ块，具体为：1)Intra块：是指Rblock和R′block之间相关性差的块，定义至少有6个pi满足|pi|>30的Rblock；其中，Rblock是指编码端宏块，R′block是指译码端宏块，pi是指编码端宏块Rblock中的残差像素；2)Skip块：是指Rblock和R′block之间相关性好的块，定义全部pi满足|pi|≤10的Rblock；3)WZ块：既不属于Intra块也不属于Skip块的宏块。3.根据权利要求1所述的基于宏块分类的分布式残差视频编译码方法，其特征在于：步骤S3中，所述WZ块按照非均匀量化方案进行量化，得到量化序号，具体为：1)残差信号的量化范围为[-255,-31]时，量化序号为-1；2)残差信号的量化范围为[-30,30]时，量化序号为0；3)残差信号的量化范围为[31,255]时，量化序号为1。4.根据权利要求1所述的基于宏块分类的分布式残差视频编译码方法，其特征在于：步骤S5中，根据分类信息对Intra块进行相应的处理，具体为：根据Intra块的分类信息对Intra块进行Intra译码，得到译码结果，该译码即为Intra块的处理结果5.根据权利要求1所述的基于宏块分类的分布式残差视频编译码方法，其特征在于：步骤S5中，根据分类信息对WZ块进行相应的处理，具体为：通过运动补偿办法得到WZ帧的边信息，则译码端残差帧为WZ帧的边信息减去参考帧，根据分类信息得到WZ块在译码端残差帧中的对应块，并按照步骤S3中的非均匀量化方案进行量化，然后结合编码端传过来的校验位进行信道译码，当译码不成功时，通过反馈信道向编码端申请更多的校验位，译码成功后经过反量化得到WZ块的处理结果6.根据权利要求5所述的基于宏块分类的分布式残差视频编译码方法，其特征在于：步骤S5中，根据分类信息对Skip块进行相应的处理，具体为：根据分类信息得到Ski...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡春筠，俞龙，蔡坤，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44