[發明專利]聯合LDPC信道碼和H.264的視頻編解碼方法

有效

• 申請號: 200810034857.X
• 申請日: 2008-03-20
• 公開（公告）號: CN101257627A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 宋利;張文軍;解蓉;徐奕;馮劍舟
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/50
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種信號處理的視頻編解碼技術領域的方法，具體是一種聯合LDPC(低密度單奇偶校驗)信道碼和H.264(視頻信源編碼標準)的視頻編解碼方法。

背景技術

視頻編碼技術對于視頻的存儲和傳輸等應用至關重要。新一代視頻編碼國際標準H.264依舊是建立在混合編碼的框架之上的。混合編碼的框架是一種混合時間空間視頻圖像編碼方法，是以運動補償預測編碼以及變長編碼作為壓縮的核心技術。用這類技術壓縮后的數據流在極易發生干擾的環境中傳輸時，傳輸數據中單一比特的錯誤會迅速地在時間和空間上擴散，從而導致視頻質量明顯下降，甚至產生極差的視覺效果。目前已有許多差錯控制技術用來對抗視頻傳輸干擾影響。其中，聯合信源信道編碼技術便是一種對抗傳輸過程中隨機錯誤的有效的視頻編碼方法。

經過對現有技術的文獻檢索發現，Galina?Sabeva、Salma?Ben?Jamaa、MichelKieffer、Pirrre?Duhamel等人在《IEEE?8th?Workshop?On?Multimedia?SignalProcessing》(美國電氣與電子工程師學會的多媒體信號處理第八屆討論會議集)的2006年第8次討論會議集上第9到第13頁上發表的“Robust?Decodingof?H.264?Encoded?Video?Transmitted?over?Wireless?Channels”(H.264在無線信道上傳輸的加強解碼)一文中提出利用H.264定義的語法規范設計糾錯碼解碼器進行輔助糾錯譯碼，獲得了傳輸可靠性的提升。這種方法仍然沿襲經典的信源信道獨立編碼，將依語法規范設計出的糾錯模塊串聯在系統原有的前向糾錯編碼模塊與H.264解碼模塊之間。但在H.264視頻傳輸系統中，前向糾錯模塊編解碼的碼流是符合H.264語法規范的，并非信源信道獨立編碼所假設的0，1等概二進制流，這說明系統傳輸性能尚有提高的空間，也促使我們去尋找一種新的信源信道聯合譯碼方式，以達到全局最優的誤碼恢復性能。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種聯合LDPC信道碼和H.264的視頻編解碼方法，可用于視頻傳輸系統，在編碼端，限定H.264編碼器生成的NAL(網絡適配層)單元的大小，減少了誤碼擴散的影響；在解碼端，將H.264規范中包含的冗余度融入LDPC碼解碼的迭代過程中，完成LDPC信道碼與H.264信源的聯合迭代譯碼，提升了LDPC碼譯碼過程中似然比的準確度，進一步降低傳輸誤碼率。

本發明是通過以下技術方案實現的：

在編碼端，協調H.264編碼的NAL單元與LDPC碼字信息位的長度關系，使LDPC碼字信息位長度大于NAL單元的最大可能值，對NAL單元填充0直到其長度等于LDPC碼字信息位的長度，然后用LDPC編碼信息位；

在解碼端，首先，初始先驗信息譯碼，降低后續譯碼過程的不確定性；然后，進行多副本迭代譯碼，在每次迭代譯碼中，基于H.264語法檢查結果，更新每個信息位的先驗似然比。

所述的初始先驗信息譯碼，具體為：LDPC及H.264聯合譯碼器對接收到的碼流進行LDPC迭代譯碼，迭代時根據H.264語法以及NAL單元的長度確定那些必定為0的比特位，給予似然比值，如果迭代次數到達上界之前LDPC迭代收斂，轉硬判決過程，否則轉入多副本迭代譯碼；

所述進行多副本迭代譯碼，具體為：循環進行LDPC迭代譯碼，設譯碼副本數為L，每次迭代開始，在前次保留的L個譯碼副本的基礎上，生成2L個新的譯碼副本，生成方式是對前次保留的L個譯碼副本中的每個譯碼副本，選定信息位中未固定的一位，將該位分別固定為0和1，在新生成的2L個副本中選擇可能性高的L個副本，作為下一次迭代的初始副本集，其余舍棄。

所述譯碼副本，是指通過BP(置信度傳播)譯碼方法擴展而來的路徑搜索法中的一條幸存路徑。

所述生成2L個新的譯碼副本并在新生成的2L個副本中選擇可能性高的L個副本，具體如下：

①在L個譯碼副本的基礎上，首先初始幸存路徑數取為1，可能性的量度值M_0，1為1；