[發明專利]基于JND的時間域重疊變換多描述編碼、解碼的方法及系統

有效

• 申請號: 201710192949.X
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106961607B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 孟麗麗;宗京秀;張佳;萬文博;季輝;王春靜;孫建德
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: H04N19/39
• 分類號: H04N19/39
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發明涉及一種基于JND的時間域重疊變換多描述編碼和多描述解碼的方法及系統，其中多描述編碼方法包括獲取圖像信息，將圖像信息分為兩個子集，分別作為第一子集和第二子集，同時生成第一描述和第二描述，所述兩個描述均同時包括第一子集和第二子集；對第一描述，基于多描述方法，采用第一子集預測第二子集，并根據第一子集與第二子集的預測值進行熵編碼，輸出第一多描述碼流；對第二描述，基于多描述方法，采用第二子集預測第一子集，并根據第二子集與第一子集的預測值進行熵編碼，輸出第二多描述碼流；所述多描述方法包括依次對所述兩個子集進行基于時間域的重疊變換、DCT變換、基于JND的閾值濾波和量化處理。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體是一種基于JND的時間域重疊變換多描述編碼、解碼的方法及系統。

背景技術

互聯網和無線通信網絡均為不可靠傳輸信道：一方面是因為互聯網具有很強的異構性，用戶可以隨時隨地通過有線或者無線的方式連入網絡，而不同的用戶在CPU的運算能力以及外設性能上都存在很大差異，用戶接入互聯網通過的子網在物理介質，帶寬資源和傳輸延時方面也都千差萬別，甚至同一用戶在不同時間段的網絡傳輸狀況也不盡相同?；ヂ摼W的異構性以及多用戶共享信道的特點，決定了它Best-effort的服務方式。因此，互聯網的傳輸不能確保數據接收的可靠性，也就是說數據包會由于各種各樣的信道問題而產生分組丟失以及傳輸延時等。而另一方面，無線信道具有的高誤碼率，多徑干擾，衰落等性質決定了無線傳輸的環境比互聯網更加惡劣，可能造成傳輸圖像整圖丟失或者視頻整幀丟失，從而導致傳輸信道完全失效。因此，這也成為了實時圖像和視頻傳輸技術發展的一個瓶頸。因此，對圖像視頻設計高效的壓縮以及具有魯棒性能的編碼方案，也就是圖像視頻的差錯控制技術(ErrorControl)，是一項非常有意義和實用性的研究課題，即為信源編碼端的差錯控制技術中的多描述編碼技術。

多描述編碼的出現最初是為了解決實際問題的需要，而后研究者們對其進行了相應地理論分析和創新，最后又返回到實際應用。最早，20世紀70年代，為了在電話網上提供不間斷的電話業務，將來自一個通話的信號進行奇偶采樣點分離形成兩路信號，并在兩個分離的信道上傳輸，當時該問題被Bell實驗室稱為信道分離(ChalmelSPhtting)問題。1979年9月的Shannon理論研討會上，Gersho、Ozarow、Witsenhausen、Wolf、Wyner和Ziv等人正式提出多描述問題。經過一段時期的理論研究后，VaishamPayan等提出了第一個實用的多描述編碼方案(MDSQ，Multiple Deseription Scalar Quantization)。后來許多新穎的實用型多描述編碼方法出現：如基于采樣的多描述編碼、基于量化的多描述編碼、基于相關變換的多描述編碼和基于非平等保護的多描述編碼方案。國內的許多學者也對多描述編碼方案進行了深入地研究。

多描述編碼主要應用在信道條件比較惡劣的環境中。多描述編碼作為一種能在易錯信道上提高傳輸魯棒性的技術，吸引了越來越多的學者研究?？梢约僭O在信源和信宿之間存在著很多信道，不可能所有信道同時在一個視頻幀出錯，多描述編碼是在這個假設的基礎上提出來的。在編碼端信源產生多個比特流(稱之為描述)，每個比特流具有同樣的優先級，在多個相互獨立的信道上進行傳輸。在解碼端，每一個描述都能被獨立解碼，重建用戶可接受質量的視頻序列；隨著接收到描述數量的增加，重建視頻序列質量也隨之提高。如果有一部分描述在信道中丟失，這種情況下接收端無需等待丟失描述的重新傳輸，而可以根據接收到的描述與丟失描述之間的相關性，來估計出丟失的那部分描述，這樣就避免了重傳所造成的延時，保證了信息傳輸的實時性。此外，接受到的描述數量越多，重建圖像質量越好，信息傳輸的可靠性越高。