编码端,用以判断WZ 帧内块的编码模式。 本文提出的融合规则如下:对于两种边信息都可用的区域,最终的边信息按照Y = (Y1+Y2)/2 得到,此时认为Y1 和Y2 对Y 的影响程度相同。对于某一块,按照其相应的标记 图像的指示,只有一种边信息可应用的情况下,该块使用可用的边信息进行预测。如果对于 145 某一块,两种边信息都不可用,那么该块不进行预测,在后续的操作中,使用中值滤波器进 行滤波处理,即使有相邻块的空间相关性对该块进行预测。 本文对两个标记图像F1 和 F2 采用逻辑或的操作进行合并。即对于译码端较好重构的 块(通过时间方向上内插或者通过空间方向上映射),该块就可以采用跳过模式。逻辑或的 方法能够最大可能的减少需要编码传输的比特位,同时保持一定的视频质量。最后,将标记 150 图像的非零位转换成比特流,通过反馈信道传送到编码端。由于需要进行传输的块的个数很 少,因此标记信息的比特位的个数也很少。在编码端,依据标记信息位,对相应块进行直接 跳过或者编码传输的模式选择。 2.4 复杂度分析 相对于传统的方法[4],本文算法的复杂度主要来自匹配块的SAD 值和门限值的对比以 155 及标记图像的生成。但是,由于上述两个值的对比主要是进行减法操作,并且标记信息只需 时间逐块进行扫描统计,并没有增加额外的计算,因此本文提出方法的计算复杂度与常见的 DMVC 方法的复杂度处于同一数量级内。 编码端总的能量消耗(以焦耳为单位)可以按照[14]中的定义计算得出,其公式如下(5): EB = EENC-B + ETX-B + ERX-B (5) 160 式中,EENC-B 表示编码每个比特所消耗的能量,ETX-B 表示传输每个比特所消耗的能量, ERX-B 表示接收每个比特所消耗的能量。为了便于计算,我们假定需要进行编码的比特数与 需要进行传输的比特数相同(可以通过调整LDPC 的码长达到二者相同),上述公式可简化 为式(6): EWZ =BWZ * ( EENC-B + ETX-B )+ BFlag * ERX-B (6) 165 式中,EWZ 表示描述一幅WZ 帧所需要的总的比特数,BWZ 表示描述需要进行WZ 编码 的比特数,BFlag 表示标记信息的比特数。由于BFlag 数量相对总的比特数非常小,因此可以 忽略不计。总的能量消耗可进一步简化为式(7): EWZ =BWZ * ( EENC-B + ETX-B ) (7) 3 仿真结果 170 以Breakdancers 序列为例(帧分辨率为168*244,帧率为15fps,对其前100 帧进行研 究)。该序列是由[15]提供,初始分辨率为1024*768,通过下采样得到实验用的分辨率。 实验结果如图5 所示。(a)是由MCTI 方法得到的带有标记F1 信息的时间边信息Y1;(b) 是由全局映射后内插得到的带有标记信息F2 的空间边信息Y2;(c)是带有最终标记信息的融 合后的最终的边信息Y;(d)是WZ 帧的重建帧。其中黑色区域块是标记该边信息下预测值 175 不理想的块,表明需要原始块的信息。 由结果可以看出,时间边信息在背景区域和运动缓慢的区域,如站着的人处,效果很好; 而空间边信息在运动剧烈的区域,如场景中间的舞者处,效果很好。尽管有时边信息的视觉 质量已经很好,但是仍然需要适当的WZ 帧的信息,用以去除大的局部错误。(d)显示了使 用适当WZ 帧信息重构后的帧有更好的质量。 180 (a)带标记的时间边信息 (b) 带标记的空间边信息 (c) 融合后的边信息 (d)重构帧 图5. Breakdancers的仿真结果,采用第二个摄像机的第三帧 Fig 5. Simulation results with Breakdancers, the 3rd frame in the camera 2 185 此处,我们设置Th1 和Th2 的值分别为1000 和250,门限的值对标记信息有重要的影响。 图中黑色的块标记表示此处需要原始WZ 帧的信息,而其余部分则不需要进行传送,可以在 解码端进行很好的重构。(c)中黑色块的个数是34,而整帧的块个数为588(由于对168×244 的帧划分为8×8 的块)。对Breakdancers 序列的前100 帧进行统计,得出需要进行编码的块 的平均数量为每帧56 个块。 190 采用公式(7),当与传统的DMVC[8]对比时,本文提出的带有标记信息反馈的编码方式, 在编码WZ 的过程中能够节省大约(1-56/588)*100%≈90%的能量。图6 给出了该方法的 PSNR 性能。由图可以看出,少量的WZ 帧的信息能够大幅的提高PSNR 的性能,并且视觉 效果很好。因此,我们实现了在保证译码质量的基础上节省编码WZ 帧的比特速率。 195 图 6. Breakdancers 序列中不同边信息对应的PSNR性能对比 Fig 6. PSNR comparison for different methods of side information generation in Breakdancers sequence 4 结论 本文给出了一种改进的分布式多视点视频编码系统。在该系统中,我们避免编码端视点 200 间的信息传递,而把较为复杂的计算从编码端移到了解码端。我们利用视点内的时间相关性 和视点间的空间相关性共同生成最后的边信息,同时,我们在译码端构造一个基于块的标记 信息,通过反馈信道传送回编码端,用以辅助编码模式的选择。仿真结果表明,本文提出的 方法在保证一定译码性能的基础上,节省了WZ 编码的比特率,从而减少了能量消耗,具有 更好的可应用性。 学术论文网Tag:代写论文 论文发表 计算机论文 代发论文 职称论文发表 |