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随着通信网络技术和无线视频技术的飞速发展,视频编码技术已经成为无线视频通信领域中的关注热点。由于无线视频网络中带宽受限,信道质量不佳以及无线网络中视频终端的计算能力不强和存储容量小等问题,使得传统的视频编码方案难以适应这些复杂应用环境。而分布式视频编码(Distributed Video Coding, DVC)可以有效地解决上述问题。这种新的编码方案具有编码简单,压缩率高,抗误码性强等特点。它能够将复杂计算从编码端转移到解码端,并且从理论上证明,计算复杂度的转移不以牺牲压缩性能为代价,较好满足了视频压缩编码与无线通信的需求。
本论文以分布式视频编码中的典型系统——变换域Wyner-Ziv视频编码作为研究课题,对解码端的边信息生成技术进行分析与优化,提高边信息的预测精度,并以此为基础对变换域Wyner-Ziv视频编码系统提出改进方案,降低传输码率,改善编码效率,使其更加适用于无线视频网络.
本文的研究内容主要包括以下几方面:
1、对分布式视频编码的基本原理进行理论分析,深入理解它的工作原理。具体研究分布式视频编码的典型系统——变换域Wyner-Ziv视频编码系统。
2、重点研究了边信息的预测方式。比较和分析分布式视频编码与传统视频编码中运动预测补偿的区别和特点,提出一种新的边信息预测方法。此方法根据图像运动矢量的统计特性和时域连续性,利用全局运动矢量调整运动估计搜索范围,对双向运动估计获得的边信息进行二次修正从而预测出更加精确的边信息,并通过与典型边信息预测方法相比,从主客观质量上均验证了论文所提边信息生成方法的优越性。
3、分析和研究变换域Wyner-Ziv视频编码技术的基本思路和原理,提出一种变换域Wyner-Ziv视频编码改进方案。本方案在编码端利用图像块的运动剧烈程度,将其划分成静止、低频和全频三种编码模式,解码端根据相应的编码模式分别采用平均插值、自适应搜索双向运动估计插值和自适应搜索精细运动估计插值方法预测边信息。
4、仿真实现本论文所提出的变换域Wyner-Ziv视频编码系统的改进方案,并详细介绍模块功能和工作流程。实验结果表明,相对于典型的变换域Wyner-Ziv视频编码方案,本文的改进方案在不增加编码端复杂度的前提下,具有更高的编码效率。