一种信号处理的视频编解码技术领域的联合ＬＤＰＣ信道码和Ｈ．２６４的视频编解码方法，在编码端，协调Ｈ．２６４编码的ＮＡＬ单元与ＬＤＰＣ码字中信息位的长度关系，使ＬＤＰＣ码字信息位长度大于ＮＡＬ单元的最大可能值，对ＮＡＬ单元填充０直到其长度等于ＬＤＰＣ码信息位的长度，然后用ＬＤＰＣ编码信息位；在解码端，首先，初始先验信息译码，降低后续译码过程的不确定性；然后，进行多副本迭代译码，在每次迭代译码中，基于Ｈ．２６４语法检查结果，更新每个信息位的先验似然比。本发明专利技术提升了ＬＤＰＣ码译码过程中似然比的准确度，提高了视频传输的准确性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种信号处理的视频编解码
的方法，具体是一种联合 LDPC (低密度单奇偶校验)信道码和H.264 (视频信源编码标准)的视频编解码 方法。
技术介绍
视频编码技术对于视频的存储和传输等应用至关重要。新一代视频编码国 际标准H.264依旧是建立在混合编码的框架之上的。混合编码的框架是一种混 合时间空间视频图像编码方法，是以运动补偿预测编码以及变长编码作为压縮 的核心技术。用这类技术压縮后的数据流在极易发生干扰的环境中传输时，传 输数据中单一比特的错误会迅速地在时间和空间上扩散，从而导致视频质量明 显下降，甚至产生极差的视觉效果。目前已有许多差错控制技术用来对抗视频 传输干扰影响。其中，联合信源信道编码技术便是一种对抗传输过程中随机错 误的有效的视频编码方法。经过对现有技术的文献检索发现，Galina Sabeva、 Salma Ben Jamaa、 Michel Kieffer、 Pirrre Duhamel等人在《IEEE 8th Workshop On Multimedia Signal Processing》(美国电气与电子工程师学会的多媒体信号处理第八届讨论会议 集)的2006年第8次讨论会议集上第9到第13页上发表的Robust Decoding of H.264 Encoded Video Transmitted over Wireless Channels (H.264在 无线信道上传输的加强解码) 一文中提出利用H.264定义的语法规范设计纠错 码解码器进行辅助纠错译码，获得了传输可靠性的提升。这种方法仍然沿袭经 典的信源信道独立编码，将依语法规范设计出的纠错模块串联在系统原有的前 向纠错编码模块与H.264解码模块之间。但在H.264视频传输系统中，前向纠 错模块编解码的码流是符合H.264语法规范的，并非信源信道独立编码所假设 的0， l等概二进制流，这说明系统传输性能尚有提高的空间，也促使我们去寻 找一种新的信源信道联合译码方式，以达到全局最优的误码恢复性能。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术的不足，提供了一种联合LDPC信道码和H. 264的 视频编解码方法，可用于视频传输系统，在编码端，限定H.264编码器生成的 NAL (网络适配层)单元的大小，减少了误码扩散的影响；在解码端，将H.264 规范中包含的冗余度融入LDPC码解码的迭代过程中，完成LDPC信道码与H. 264 信源的联合迭代译码，提升了LDPC码译码过程中似然比的准确度，进一步降低 传输误码率。本专利技术是通过以下技术方案实现的在编码端，协调H. 264编码的NAL单元与LDPC码字信息位的长度关系，使 LDPC码字信息位长度大于NAL单元的最大可能值，对NAL单元填充0直到其长 度等于LDPC码字信息位的长度，然后用LDPC编码信息位；在解码端，首先，初始先验信息译码，降低后续译码过程的不确定性；然 后，进行多副本迭代译码，在每次迭代译码中，基于H.264语法检査结果，更 新每个信息位的先验似然比。所述的初始先验信息译码，具体为LDPC及H. 264联合译码器对接收到的 码流进行LDPC迭代译码，迭代时根据H. 264语法以及NAL单元的长度确定那些 必定为0的比特位，给予似然比值，如果迭代次数到达上界之前LDPC迭代收敛， 转硬判决过程，否则转入多副本迭代译码；所述进行多副本迭代译码，具体为循环进行LDPC迭代译码，设译码副本 数为L，每次迭代开始，在前次保留的L个译码副本的基础上，生成2L个新的 译码副本，生成方式是对前次保留的L个译码副本中的每个译码副本，选定信 息位中未固定的一位，将该位分别固定为0和1，在新生成的2L个副本中选择 可能性高的L个副本，作为下一次迭代的初始副本集，其余舍弃。所述译码副本，是指通过BP (置信度传播)译码方法扩展而来的路径搜索 法中的一条幸存路径。所述生成2L个新的译码副本并在新生成的2L个副本中选择可能性高的L 个副本，具体如下①在L个译码副本的基础上，首先初始幸存路径数取为1，可能性的量度值<formula>formula see original document page 7</formula>② 在第k+l步时，记第k步中的第i个幸存路径为A,，并以量度值M、,来 表示该路径的可能性，根据幸存路径A',中各节点信息分布，选取码字信息位中 未固定的一位^+1，分布固定为O和l,从生成2L个新的译码副本，并生成两 条备选路径《,2,一 =[&,，xi+1 =0]和《2, =[^,,，^+1 =1]，进而得到两倍于现有幸 存路径的新路径，其中i ^,^表示第2i个备选路径中当前信息位为0的路径; 《,2,表示第2i个备选路径中当前信息位为1的路径。所述根据幸存路径A,,中各节点信息分布，选取码字信息位中未固定的一位 节点&+1，具体为副本数小于等于预设的最大副本数的一半时，每次选取度量值最大的那条路径上按照LDPC位顺序下第一个似然比在0. 5到2之间的节点；如果没有找到满足要求的节点或者幸存路径数大于预设的最大副本数的一半时，依照LDPC位的顺序依次选取下一节点；③ 计算新路径的可能性量度为M:2M =Mi( x/;(;c4+1 =0| A》以及M二,2, = M、, x /7(= 11 )，其中p(』=01 )及p(= 11 )的值由路径 &，,对应的LDPC码迭代译码所得处的似然比求得；④ 对这些新路径的量度进行排序，获得可能性量度最大的L条路径，生成 A+,',及Mw,,以便于下一次循环中路径的搜索，同时对每条路径进行若干次LDPC迭代译码，获得该路径下的各节点似然比，令l^k+l;⑤ 若有任意一条路径迭代收敛，则转硬判决过程，否则对每条幸存路径的 硬判决结果，基于H.264语法检査更新每个信息位的先验似然比，继续多副本 迭代译码；若总迭代次数达到上限，输出译码失败。所述的硬判决过程，具体为对LDPC迭代译码进行硬判决，再进行H.264 语法检查，如果符合语法，则输出LDPC码中的信息位，否则返回调用硬判决过 程的那个位置，作为迭代译码未收敛的情况，继续LDPC迭代译码。所述的基于H.264语法检查更新每个信息位的先验似然比，是根据H.264 语法检査器，将检测出语法错误的位置反馈给LDPC译码模块，更新每个信息位 的先验似然比，具体为① 初始化每个节点的1错误率A和0错误率p。均为0，以及被译码 为1的次数n,和被译码为0的次数n。均为0;② 检测到语法错误时，在语法错误位置到之前最末的路径节点之间的节点 需要进行似然比更新，具体为如果该节点当前被译为1，且该节点的错误概率为p，则令 p尸(p^n,p)/(n,1),同时对n,加l，如果达到IO，则将m置为5，这样做的 目的是给予新的语法检测结果更高的优先级；当节点当前被译为0时，与上述方法相同。③ 在本身LR(似然比)的基础上得到更新的似然比LR， =LRX (l-p。)/(l-Pl)， 其中LR'就是带信源信息的似然比。与现有技术相比，本专利技术提出的LDPC与H. 264的联合编解码方法着眼于信 源中的剩余冗余信息，利用H.264语本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种联合ＬＤＰＣ信道码和Ｈ．２６４的视频编解码方法，其特征在于：在编码端，协调Ｈ．２６４编码的ＮＡＬ单元与ＬＤＰＣ码字中信息位的长度关系，使ＬＤＰＣ码字信息位长度大于ＮＡＬ单元的最大可能值，对ＮＡＬ单元填充０直到其长度等于ＬＤＰＣ码 信息位的长度，然后用ＬＤＰＣ编码信息位；在解码端，首先，初始先验信息译码，降低后续译码过程的不确定性；然后，进行多副本迭代译码，在每次迭代译码中，基于Ｈ．２６４语法检查结果，更新每个信息位的先验似然比。
【技术特征摘要】
1、一种联合LDPC信道码和H.264的视频编解码方法，其特征在于在编码端，协调H.264编码的NAL单元与LDPC码字中信息位的长度关系，使LDPC码字信息位长度大于NAL单元的最大可能值，对NAL单元填充0直到其长度等于LDPC码信息位的长度，然后用LDPC编码信息位；在解码端，首先，初始先验信息译码，降低后续译码过程的不确定性；然后，进行多副本迭代译码，在每次迭代译码中，基于H.264语法检查结果，更新每个信息位的先验似然比。2、 根据权利要求1所述的联合LDPC信道码和H. 264的视频编解码方法， 其特征是，所述的初始先验信息译码，具体为对接收到的码流进行LDPC迭代 译码，迭代时根据H. 264语法以及NAL单元的长度确定那些必定为0的比特位， 给予非常大的似然比值，如果迭代次数到达上界之前LDPC迭代收敛，转硬判决 过程，否则转入多副本迭代译码。3、 根据权利要求1所述的联合LDPC信道码和H. 264的视频编解码方法， 其特征是，所述进行多副本迭代译码，具体为循环进行LDPC迭代译码，设译 码副本数为L，每次迭代开始，在前次保留的L个译码副本的基础上，生成2L 个新的译码副本，生成方式是对前次保留的L个译码副本中的每个译码副本， 选定信息位中未固定的一位，将该位分别固定为0和1，在新生成的2L个副本 中选择可能性高的L个副本，作为下一次迭代的初始副本集，其余舍弃。4、 根据权利要求1所述的联合LDPC信道码和H. 264的视频编解码方法， 其特征是，所述生成2L个新的译码副本并在新生成的2L个副本中选择可能性 高的L个副本，具体如下① 在L个译码副本的基础上，首先初始幸存路径数取为1，可能性的量度值② 在第k+l步时，记第k步中的第i个幸存路径为A,，并以量度值M^,来 表示该路径的可能性，根据幸存路径^,中各节点信息分布，选取码字信息位中未固定的一位^+1，分布固定为0和1，从生成2L个新的译码副本，并生成两 条备选路径《,2,-, =0]和&2, =1]，进而得到两倍于现有幸存路径的新路径，其中《,2,—,表示第2i个备选路径中当前信息位为0的路径； 《，2,表示第2i个备选路径中当前信息位为1的路径；③ 计算新路径的可能性量度为M二n =Mt, x;7(xt+1 =0| 以及 W,2, = ^,, x A+1 = 11 )，其中P(A+1 = 01...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋利，张文军，解蓉，徐奕，冯剑舟，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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