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一个完整的多描述网格基视频编码方案及其性能

Complete Multiple Description Mesh-Based Video Coding Scheme and Its Performance

  • 摘要: 丢包(由于网络阻塞、路由延迟、以及从高容量网络向低容量网络交换等)和信道失效(由于衰落效应和突发错误等) 使得在internet和无线信道上压缩视频数据的可靠传输成为新的研究课题。现有解决上述问题的方法包括:ARQ重传、采用纠错码进行前向纠错,以及错误掩蔽等。数据重传必然会引起延迟,因而在需要很短延迟的应用中是行不通的,如双向无线通信;同时在以广播方式进行数据传输时也是行不通的;当有大量突发错误时,纠错码如分组纠错码(Block Code)及卷积码(Convolutional Code)无法在不产生额外延迟及需要额外运算的前提下对数据提供足够的保护;而错误掩蔽的性能则受接收到数据与丢失数据之间的残留相关性大小的影响。 正是在这种情况下,多描述编码(Multiple Description Coding)引起人们的重视。在多描述编码中,编码器对同一信号源产生具有同等重要性的两个(或多个)码流(称为描述),以使这些描述同时遭遇传输失效的几率降到极小。当接收端收到所有描述时,可解码出高质量的信号,而当只接收到部分描述时,解码端仍能恢复出具有较低但仍可接受质量的信号。实现多描述视频编码的关键问题包括:多描述预测误差编码,以及多描述视频运动场编码。分别有文献研究了针对预测误差的多描述视频编码方法和针对块基运动场的多描述视频运动场编码。 基于网格的运动补偿方法采用了比BMA更一般的运动模型(仿射变换模型,射影模型),因而可获得更好的运动补偿效果。本文针对网格基运动场的多描述编码问题进行研究,提出了一种多描述网格基视频运动场编码方法。采用子抽样规则三角形网格的节点,并将抽样后的网格节点分为两组以形成网格基运动场的两个描述。构成网格基运动场的每一描述中的网格节点位移矢量经由独立信道进行传输。由每一描述中的节点,均可独立形成完整的规则三角形网格,这样,依据所接收到的描述不同,可以得到三种不同的预测图像。本文然后将所提出的多描述运动场编码方法与成对相关变换相结合,提出了一个完整的多描述网格基视频编码方案。同时采取措施来减少由于描述丢失而引起的多描述编码器和多描述解码器之间的失配。文中通过计算机模拟对所提出的方案进行了性能评价,结果表明,本文方法可以获得更好的单描述重建质量。在丢包环境下,取得更好的解码视频质量。

     

    Abstract: This paper proposes a multiple description(MD) mesh-based motion coding method, which generates two descriptionsfor mesh-based motion by subsampling the nodes of a right-angledtriangular mesh and dividing them into two groups. Motion vectorsassociated with the mesh nodes in each group are transmitted overdistinct channels. With the nodes in each group, two other regulartriangular meshes besides the original one can be constructed, andthree different prediction images can be reconstructed according todescriptions available. The proposed MD mesh-based motion coding methodis then combined with the pairwise correlating transform (PCT), and acomplete MD video coding scheme is proposed. Further measures are takento reduce the mismatch between the encoder and decoder that occurs whenonly one description is received and the decoder reconstruction isdifferent from the encoder. The performance of the proposed scheme isevaluated using computer simulations, and the results show, compared toReibman's MD transform coding (MDTC) method, the proposed schemeachieves better redundancy rate distortion (RRD) performance. In packetloss scenario, the proposed scheme outperforms the MDTC method.

     

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