基于預測模式拷貝的hevc多描述編碼的制作方法
【專利摘要】基于預測模式拷貝的HEVC多描述編碼算法，屬于信號處理【技術(shù)領域】，特別涉及信號編碼技術(shù)。用來解決多相空間亞采樣多描述視頻編碼方法產(chǎn)生冗余過多，尤其在中高比特率編碼壓縮時編碼效率不高這一問題。在編碼時，對各描述采用了不同方案。其中編碼器采用HEVC，只對單個描述的其中一個子序列預測編碼，而對于另一子序列的預測模式和運動矢量的選擇則直接拷貝已編碼子序列的對應塊，同時計算預測殘差。此方法充分利用各子序列間的時空相關(guān)性，在降低冗余性的基礎上，減少了編碼計算。由于單個描述的兩子序列之間有很強的時空相關(guān)性，各子序列時間軸位置相同的單個幀的圖像塊有類似的最佳運動預測模式，且運動矢量基本相似。
【專利說明】基于預測模式拷貝的HEVC多描述編碼

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及信號處理【技術(shù)領域】，特別涉及信號編碼技術(shù)，具體是指一種基于預測 模式拷貝的HEVC多描述編碼方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 大數(shù)據(jù)時代的到來，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)和無線通信網(wǎng)絡的高速發(fā)展，視頻傳輸錯誤包 括數(shù)據(jù)錯誤、丟失和過度時延等導致視頻重建質(zhì)量嚴重下降，成為制約網(wǎng)絡多媒體服務發(fā) 展的關(guān)鍵因素。多描述編碼（Multiple Description Coding,MDC)針對不可靠信道傳輸問 題進行信源差錯復原編碼，抗干擾能力強且使用范圍廣，為解決視頻經(jīng)過不可靠網(wǎng)絡傳輸 后質(zhì)量嚴重下降提供了一種有效的解決方案。
[0003] 傳統(tǒng)視頻多描述編碼方法多是基于單幀圖像的多描述編碼，如基于量化的多描述 視頻編碼和基于變換的多描述視頻編碼等，其特點是算法復雜度相對較低、編解碼速度較 快。然而這些基于單幀處理的多描述編碼方法有較大的局限性，例如由于網(wǎng)絡帶寬窄或者 網(wǎng)絡性能不穩(wěn)定造成編碼信息傳輸失敗從而導致編解碼兩端的參考幀不同（也叫失配現(xiàn) 象）、視頻幀間的冗余沒有采用相應辦法來去除等等。若單純對各描述進行運動預測和運動 補償?shù)葟碗s計算處理，會增加算法復雜度，同時影響編解碼效率。因此，多描述視頻編碼研 究的重中之重就是減小失配產(chǎn)生的影響。
[0004] 一些采用H. 264關(guān)鍵技術(shù)或者H. 264編碼框架的多描述視頻編碼方案不斷涌現(xiàn)。 如在2004年的圖像處理國際會議上，Bernadini，Durigon等人提出的基于H. 264的多相 空間亞米樣多描述視頻編碼（Polyphase Spatial Subsampling Multiple Description Coding，PSS-MDC)，其首先對原始圖像進行空間亞采樣，得到四個子圖像序列；然后采用 H. 264編碼器分別對子圖像序列編碼，從而產(chǎn)生四路碼流。雖然此方法抗誤碼能力強，但存 在大量冗余。針對此方法所存在的問題，也出現(xiàn)了一系列的改進算法，但都是采用H. 264的 關(guān)鍵方法盡可能地減少視頻幀間幀內(nèi)冗余，并提高糾正失配引起的錯誤方面的性能，并不 適用于低碼率傳輸?shù)膽脠鼍啊?br>

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明是針對多相空間亞采樣多描述視頻編碼方法產(chǎn)生冗余過多，尤其在中高比 特率編碼壓縮時編碼效率不高這一問題，結(jié)合已有各種編碼方案，采用類似于PSS-MDC的 描述創(chuàng)建方式來創(chuàng)建描述。提出了一種基于HEVC和預測模式拷貝的多描述視頻編碼方法 (HEVC-MDC)。在編碼時，對各描述采用了不同方案。其中編碼器采用HEVC，只對單個描述的 其中一個子序列預測編碼，而對于另一子序列的預測模式和運動矢量的選擇則直接拷貝已 編碼子序列的對應塊，同時計算預測殘差并編碼。此方法充分利用各子序列間的時空相關(guān) 性，在降低冗余性的基礎上，減少了編碼計算。本發(fā)明具體的編碼框架如圖1所示。
[0006] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
[0007] -種基于預測模式拷貝的HEVC多描述編碼方法，包括以下幾個步驟：
[0008] (1)對輸入的原始YUV視頻以幀為單位進行梅花下采樣得到

【權(quán)利要求】
1. 一種基于預測模式拷貝的HEVC多描述編碼方法，其特征在于，所述的方法包括以下 步驟： (1) 對原始待編碼的YUV視頻以幀為單位進行梅花下采樣，采樣方向分為水平和堅直， 從而產(chǎn)生子序列/Γ、U2)、以 3)、廣4)，將/丨"和/1"組合成一個描述，將以2)和/丨"組合成一個描 述；其中和/! 4)是對原始待編碼的YUV視頻的第k幀進行水平方向采集的子序列，/丨2)和 /!3)是垂直方向采集的子序列； (2) 使用HEVC編碼器分別編碼子序列/廣和42)，并保存各自預測單元的最佳預測模式 和運動矢量； (3) 對于/!4)和/Γ中的每一預測單元，分別讀取對應位置（空間位置相同）預 測單元的最佳預測模式和運動矢量；計算出對應的預測殘差叫3)和戌4);其中AT表示/丨 2)和 /Γ空間位置對應計算出的預測殘差，句4)表示和/〗4)空間位置對應計算出的預測殘差； (4) 確定當前的預測單元類型，若是幀內(nèi)預測（I幀，幀內(nèi)編碼幀）跳至步驟（5)，若是 幀間預測則跳至步驟（6); (5) 如果/t("對應位置的預測單元是幀內(nèi)預測，那么選用該預測單元的最佳幀內(nèi)預測模 式直接對A (4)的當前預測單元進行幀內(nèi)預測；同理，對U3>的幀內(nèi)預測要參照以2)進行處理；跳 至⑵； (6) 如果/Γ的對應位置預測單元是幀間預測（P幀，前向預測的幀間編碼），那么選用該 預測單元的最佳預測模式和運動矢量對/) 4)的當前預測單元進行幀間預測；同理，對/!3)的幀 間預測參照U2)進行處理； (7) 對/!3>和/!4)當前預測單元的預測誤差叫3)和吧進行DCT、量化和熵編碼； (8) 將/Γ和代4)的熵編碼結(jié)果、42)和叫3)的熵編碼結(jié)果分別打包成兩個描述通過不同信 道進行傳輸。
【文檔編號】H04N19/39GK104219530SQ201410505535
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】蘇維均, 邵軍, 陳秀新, 于重重, 高成 申請人:北京工商大學