基于WMSN的分布式视频编码研究

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:IT_Consultant
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随着无线多媒体传感器网络(WMSN)的发展,出现了越来越多的视频应用场景。这些应用场景中,由于终端节点处理能力和网络资源极其有限,因而需要较低复杂度的编码。传统的视频编码标准采用运动估计和运动补偿技术,其编码复杂度是解码复杂度的5-10倍,并不能满足WMSN的应用需求。而分布式视频编码(DVC)技术采用独立编码、联合译码的方法,将运动估计和运动补偿转移到解码端完成,以实现编码端的简化,非常适用于解决无线多媒体传感器网络中的视频编码问题。本文主要研究了适用于WMSN的分布式视频编码,在研究变换域DVC基础上提出了关键帧的改进算法以及边信息改进算法,主要工作和成果如下:(1)研究分布式视频编码中关键帧的编码方法,在此基础上提出基于频带划分的关键帧编码方法,把DCT变换后的关键帧划分为高频带和低频带,对低频部分采用Wyner-Ziv编码,对高频带进一步划分,分别采用Wyner-Ziv编码和传统的帧内编码。(2)研究分布式视频编码中两种不同信道编码:Turbo码和LDPC码,并研究了它们在Slepian-Wolf编码器中的应用,最后在DCT域分布式视频编解码框架上,保持其他部分不变,比较采用这两种编码的系统性能,实验结果表明LDPC码能取得更好的性能。(3)研究了常见的边信息生成算法,针对运动补偿内插法生成的运动矢量不够精确,本文提出一种边信息的细化方法,对采用运动补偿内插法生成的初始边信息进一步细化,找出估计不够准确的运动矢量做进一步的细化,进而生成较为准确的边信息,提高边信息的质量。仿真表明,与变换域DVC相比本文提出的算法有效提高了边信息的质量,尤其对运动较为剧烈的视频序列。对于运动较为剧烈的Foreman序列和运动缓慢的Carphone序列,边信息性能分别平均提升2.4dB和1.1dB。(4)仿真分析了改进后的系统性能,本文所提方案与变换域DVC相比性能有很好的提升,与H.264的帧内编码方案相比性能提升的更加明显,尤其对运动较为剧烈的视频序列。与变换域DVC相比,运动较为剧烈的Foreman序列系统性能提升1-2dB,运动缓慢的Claire序列系统性能提升0.8-1dB。
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