信息论与编码有关实验

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5502010,31(3)计算机工程与设计ComputerEngineeringandDesign

多媒体技术

0引言

随着诸如数字电视、DVD、网络视频通信等视频应用的飞速发展，视频压缩编码的研究取得了重大进展，出现了以ITU-T和MPEG系列标准为代表的先进的视频压缩编解码框架。这一类编解码框架可以实现高效的视频压缩主要是基于两方面的技术：一方面是通过基于宏块的混合变换算法以去除视频序列的空间冗余度；另一方面是通过先进的运动估计运动补偿算法来进行帧间预测编码以去除视频序列的时间冗余度。在这类编解码框架中编码器承担了包括变换、量化、熵编码以及运动补偿和运动估计等大量的计算，这就使得编码端复杂度远高于解码器。这种编解码复杂度的不对称使其适用于具有一对多拓扑结构的视频应用系统，这类系统一般需要一次编码多次解码，例如广播、VOD流媒体点播等。然而近几年来出现的无线摄像头、移动可视电话、无线视频监控等新的视频应用，通常需要视频采集终端体积小、重量轻、采用电池供电同时生产成本也要尽可能低。这些限制使得编码终

收稿日期：2009-02-18；修订日期：2009-04-02。

端仅能具有有限的处理能力而不可能过于复杂，因此在对视频压缩编码框架可提供较高的压缩性能的基础上又对其编码复杂度提出了新的要求。分布式视频编码框架的研究就是在这一背景下展开的。文献[1]专门对分布式视频编码的特点及最有潜力的应用场景进行了研究，该文将分布式视频编码的优点归纳为以下4点：复杂度可在编解码端灵活分配、容错性能优良、编码器可独立进行不同层级的可伸缩编码以及便于利用多视角视频的相关性。基于这些特点该文分析指出的分布式视频编码最有潜力的4个应用场景分别是：分布式视频流和网络型便携摄像机、无线低功耗视频监控系统、无线视频摄像机、可视传感器网络。

分布式视频编码是分布式信源编码技术在视频编码领域的应用，其理论基础是Slepian和Wolf建立的分布式无损编码理论[2]以及Wyner和Ziv建立的使用解码端辅助信息的有损编码理论[3]。分布式视频编码框架可以使算法复杂度灵活的在编码端和解码端进行分配并且对信道衰落有强的鲁棒性。Slepian-Wolf和Wyner-Ziv理论在分布式视频编解码框架的研