[发明专利]基于压缩感知多视点分布式视频编码及帧排列装置及方法

摘要

本发明属于压缩感知和分布式视频编码技术领域。为提供一种适用于非直线分布的多视点帧排列方法，提高视点间边信息质量，进而进一步提高解码的视频帧质量，为此，本发明采取的技术方案是，基于压缩感知的多视点分布式视频编码及帧排列方法，包括：编码器部分和解码器部分，其中编码器包括关键视点和非关键视点的编码步骤：首先，视点间采用的是关键视点、关键视点、非关键视点如此的排列，在视点内部的帧排列是关键帧与非关键帧间隔排列。第二，将帧分为2类，一类是关键视点与非关键视点的关键帧，关键帧是根据压缩感知理论进行编码的，非关键帧采用分布式视频编码方法对其进行编码。本发明主要应用于压缩感知和分布式视频编码。

主权项

一种基于压缩感知的多视点分布式视频编码及帧排列方法，其特征是，包括：编码步骤和解码步骤，其中编码步骤包括关键视点和非关键视点的步骤：首先，视点间采用的是关键视点、关键视点、非关键视点如此的排列，在视点内部的帧排列是关键帧与非关键帧间隔排列；第二，根据解码端对视频质量、视频实时性的要求，将帧分为2类，一类是关键视点与非关键视点的关键帧，关键帧是根据压缩感知理论进行编码的，首先通过选择适当的稀疏基将N×N维原始信号变为N×N维多0的稀疏信号，再经过观测矩阵将N×N维信号降到N×M维，最后编码器将关键帧的稀疏信号与经过观测矩阵降维的信号发送到解码器部分；另一类是关键视点与非关键视点的非关键帧，非关键帧采用分布式视频编码方法对其进行编码：首先，将每一个非关键帧进行基于块的离散余弦变换并对变换系数做量化处理；接着对这些量化后的系数按照不同频段重新组织安排，即将每一个块中的相同的频率系数放在一起；然后将系数编码成相应的比特，并按照比特面排序后，送到信道编码器，由信道编码器产生校验比特S＝XHT式中，X表示非关键帧，H为校验矩阵，S为X的校验比特，T为H校验矩阵的转置，最后，编码器部分将校验比特发送到解码部分；解码步骤分为两步骤：第一步骤，首先是第一个关键视点的关键帧经过压缩感知的重构算法对关键帧解码；第二，第二个关键视点的关键帧经过压缩感知的重构算法对关键帧解码；第三，根据已经解码的关键视点的关键帧，通过视差矢量外推法外推获得非关键视点中非关键帧的视点间边信息；第二步骤，首先将非关键视点的关键帧通过压缩感知的重构算法解码，然后非关键帧通过相邻的已解码关键帧进行双向运动补偿内插法，内插得到非关键视点中非关键帧的时间边信息；前两部分解码后，通过线性融合算法进行时间边信息与视点间边信息的融合，得到最终的边信息；将边信息和原始非关键帧的差异看作是虚拟信道中的相关噪声，利用Laplacian模型能够很好地估计残差的分布；接下来采用和编码端相同的变换方法对边信息依次进行反量化，得到非关键帧变换系数的估值；利用虚拟噪声模型计算出信息比特送入信道解码器，信道解码器根据编码端传过来的校验比特对边信息进行校验；然后根据虚拟信道模型和边信息系数实现非关键帧重构，最后通过反离散余弦变换得到非关键帧，和已解码关键帧一起通过多路复用得到最终解码视频流。