2014 年 6 月 Journal on Communications June 2014
第 35 卷第 6 期
通 信 学 报
Vol.35
No. 6
无反馈分布式视频编码中的速率控制算法
陈健,惠超,阔永红
(西安电子科技大学 通信工程学院,陕西 西安 710071)
摘 要:针对现有比特平面级编码端速率控制算法估计精度要求高的问题,提出了一种帧级编码端速率控制算
法。该算法通过在编码端利用分层快速运动补偿内插产生高质量的边信息估计,并根据循环移位去除比特平面
间的级别性,使每个比特平面的编码速率均匀化,从而实现帧级别的速率控制。实验结果表明,与现有算法相
比,所提算法对中高速运动视频边信息估计质量有明显提升,且解码视频的平均 PSNR(peak signal-to-noise ratio)
均有提高。
关键词:分布式视频编码;循环移位;运动补偿内插;速率控制
中图分类号:TN919.8 文献标识码:A 文章编号:1000-436X(2014)06-0032-07
Rate control algorithm for no-feedback distributed video coding
CHEN Jian, HUI Chao, KUO Yong-hong
(School of
Telecommunications Engineering, Xidian University, Xi'an 710071, China)
Abstract: In order to address the high requirement of accuracy on rate estimation in the existed bit-plane-level encoder
rate control (ERC) methods, a frame-level ERC algorithm was proposed. It used hierarchical fast motion compensated
interpolation to obtain high quality side information estimation at the encoder, and removed the difference between
bit-planes with cyclic shift to make the coding rates on each bit-plane homogeneous, therefore achieving a frame-level
rate control. The simulation results show that compared with the existed methods, the proposed algorithm can improve
the quality of side information estimation considerably especially for the middle-high motion video sequences and in-
crease the average PSNR (peak signal-to-noise ratio) of decoded video.
Key words: distributed video coding; cyclic shift; motion compensated interpolation; rate control
1 引言
传统视频编码标准通过编码端复杂的运动估
计与补偿技术对视频进行高效压缩,导致编码器复
杂度是解码器的 5~10 倍
[1]
,难以在低功耗编码设备
上实现,如无线多媒体传感器网络中能量受限的传
感器节点
[2]
等。为解决这一问题,分布式视频编码
(DVC,distributed video coding)以其低复杂度的编
码算法和很高的压缩效率得到了广泛关注
[3,4]
。
在传统 DVC 系统中,解码端通过编码端产生
的校验比特对边信息进行修正,完成解码
[5]
,但编
码端无法得知需要传输的校验比特数,导致编码码
率难以控制。DISCOVER 系统利用反馈信道来控制
码率
[6]
,反馈信道的存在虽能提高编码效率,但同时
也使整个系统的复杂度和时延大大提高。文献[7]首
次提出基于变换域的无反馈 DVC 编码端速率控制
系统,利用编码端产生的边信息计算比特平面条件
熵和相对错误概率,实现比特平面级速率控制;文
献[8]在所提比特平面级速率控制算法的基础上提
出了无反馈模式下的重建算法;文献[9]在文献[7]
速率控制模块的基础上利用帧间以及系数子带间
的相关性提高了比特平面级速率控制算法的精度,
但编码端边信息估计质量反而降低;文献[10]提出
利用不同的 WZ 帧编码模式通过比特平面级速率控
收稿日期:2013-02-20;修回日期:2013-07-10
基金项目:国家自然科学基金资助项目(60972072, 61340033);高等学校学科创新引智计划基金资助项目(B08038)
Foundation Items: The National Natural Science Foundation of China (60972072,61340033); The“111”Project (B08038)
doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.06.005