[发明专利]基于HVS&ROI的分布式编解码方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种分布式编码方法及系统，特别是一种基于HVS&ROI的分布式编解码方法及系统。 

背景技术

随着传感器技术、井下通信技术和物联网技术的发展，为提高煤矿井下监控系统的性能及其安全可靠性提供了技术保障。依托国家自然科学基金项目“长距离WMSN的矿井多媒体救灾通信系统基础理论研究”所提出的，拟采用具有自组织性、放置灵活、移动性强的无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Network，WMSN)来实现矿难后监控图像的采集传输工作。 

在WMSN中，计算能力和能量受限的视频传感节点对编码器有两个基本要求：(1)受节点性能、能量限制，编码器应具有低复杂度、低功耗的特点；(2)受速率、带宽限制，编码器应具有高压缩率。传统的多媒体视频压缩编码标准，其复杂度通常视频编码端是解码端的5-10倍，不适用于WMSN。而分布式视频编码(Distributed Video Coding，DVC)有如下特点：(1)编码复杂度相对较低，而解码复杂度相对较高；(2)对易出现误码、丢包的无线信道具有良好的鲁棒性；(3)压缩率较高，且易实现多级编码。DVC通过帧内编码和帧间解码，使编码端的复杂度转移到解码端。十分适合应用于对编码复杂度和能耗要求苛刻的移动视频电话、无线摄像机监控等无线视频场合。 

煤矿井下没有自然光照射，只能靠人工照明，而井下环境复杂，无法保证所有区域都能铺设安装照明设备，井下大部分区域属于暗光环境，某些坑道内甚至没有光线。但是，被矿灯直接照射或照射到反光物体，将会造成视野内在空间或时间上的极端亮度对比，而引起视觉不适与物体可见度降低的眩光视觉。已有的DVC系统模型多是编码端独立进行Wyner-Ziv与帧内编码，在解码端利用边信息与虚拟相关信道联合解码，且仅对视频本身空间与时间上的冗余以及变换域上的特性进行的压缩处理，并未考虑视频特定的拍摄场景与视觉效果。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善主观质量，降低传输速率，节省能耗与带宽的一种基于HVS&ROI的分布式编码系统。 

为实现上述目的，本发明提供的基于HVS&ROI的分布式编码方法包括编码和解码，其中，编码方法步骤如下： 

a.将输入视频帧分为关键帧和Wyner-Ziv帧，对关键帧进行帧内编码，所述的关键帧为K帧，H.264帧内编码器对关键帧进行帧内编码；对Wyner-Ziv帧进行HVS&ROI Wyner-Ziv编码； 

b.所述HVS&ROI Wyner-Ziv编码的方法包括：通过HVS的JND模型将Wyner-Ziv帧划分为C宏块和AC宏块； 

所述JND模型方法包括： 

b1.将Wyner-Ziv帧分成8×8分块，每个分块都是B块；； 

b2.根据下式计算出B块中各像素点的JND阈值： 

JND(x，y，t)＝f(idl(x，y，t))JND^s(x，y) 

其中，idl(x，y，t)表示相邻t时刻与t-1时刻的平均帧间亮度误差值，JND^s(x，y)表示JND在空间域阈值；