一種分布式視頻編碼框架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及圖像處理技術(shù)，特別是設(shè)及一種分布式視頻編碼框架。
【背景技術(shù)】
[0002] 在環(huán)境復(fù)雜、惡劣的礦井中，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN,wirelesssensornetwork)利用 大量能量受限的微型節(jié)點(diǎn)采集、傳輸與處理礦井環(huán)境信息，使管理調(diào)度人員實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng) 情況。但是，在煤炭安全高效生產(chǎn)或礦井災(zāi)難發(fā)生后的救援工作中，由該傳統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò) 所獲取的信息已無(wú)法滿足管理調(diào)度人員對(duì)信息獲取的全面需求。目前，無(wú)線視頻傳感網(wǎng)絡(luò) (WVSN,wirelessvideosensornetwork)由于能獲取圖像、視頻等豐富的多媒體信息，故 得到了研究人員的大量關(guān)注。
[0003]在無(wú)線視頻傳感網(wǎng)絡(luò)中，因?yàn)槠鋫鬏斝畔⒅饕O(shè)及音頻信息或視頻信息，而單個(gè) 傳感器節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)、處理能力又嚴(yán)重受限，故高效實(shí)現(xiàn)多媒體信息的壓縮編碼成為WVSN研 究的一個(gè)重要方面。面向不同應(yīng)用場(chǎng)合的無(wú)線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)中，由于節(jié)點(diǎn)相關(guān)模型和工 作機(jī)制不同，故其編碼方法也不同；也就是說(shuō)，沒(méi)有一個(gè)高效普適的編碼方法適用各種不同 應(yīng)用場(chǎng)合的無(wú)線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)。尤其是，在礦井巷道狹長(zhǎng)、重型機(jī)電設(shè)備通過(guò)頻繁的情況 下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)編碼節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)部署;而且，礦井巷道存在嚴(yán)重的電磁干擾、無(wú)線信道質(zhì)量差 等固有特點(diǎn)，使得當(dāng)前的編碼方法也不適宜應(yīng)用于高噪聲、不可靠的信道中。
[0004]由此可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中，尚無(wú)一種能適用于復(fù)雜惡劣環(huán)境的高容錯(cuò)性、普遍適用的 分布式視頻編碼框架。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種能適用于復(fù)雜惡劣環(huán)境的高容錯(cuò)性、 普遍適用的分布式視頻編碼框架。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：
[0007] -種分布式視頻編碼框架，包括:基本視點(diǎn)、增強(qiáng)視點(diǎn)、Wyner-ZiV編碼器、Wyner-Ziv解碼器、第一帖內(nèi)編碼器、第一帖內(nèi)解碼器、時(shí)間邊信息生成模塊、第二帖內(nèi)編碼器、第 二帖內(nèi)解碼器、空間邊信息生成模塊、融合模塊、重構(gòu)模塊;其中，
[0008]基本視點(diǎn)，用于采集第一環(huán)境視頻圖像，根據(jù)第一環(huán)境視頻圖像的序號(hào)將第一環(huán) 境視頻圖像分為第一Wyner-Ziv帖與第一關(guān)鍵帖，將第一Wyner-Ziv帖、第一關(guān)鍵帖分別發(fā) 送至Wyner-ZiV編碼器、第一帖內(nèi)編碼器。
[0009]增強(qiáng)視點(diǎn)，用于采集第二環(huán)境視頻圖像，根據(jù)第二環(huán)境視頻圖像的序號(hào)將第二環(huán) 境視頻圖像分為第二Wyner-Ziv帖與第二關(guān)鍵帖，將第二關(guān)鍵帖發(fā)送至第二帖內(nèi)編碼器。
[0010]Wyner-ZiV編碼器，用于對(duì)基本視點(diǎn)發(fā)送的第一Wyner-Ziv帖進(jìn)行去除像素間相關(guān) 性的離散余弦變換，對(duì)將變換系數(shù)量化后形成的位平面進(jìn)行信道編碼，并將得到的Wyner-Ziv編碼帖通過(guò)無(wú)線信道發(fā)送至Wyner-Ziv解碼器。
[0011]Wyner-Ziv解碼器，用于對(duì)Wyner-Ziv編碼器發(fā)送的Wyner-Ziv編碼帖進(jìn)行解碼，并 將Wyner-ZiV解碼帖發(fā)送至重構(gòu)模塊。
[0012] 第一帖內(nèi)編碼器，用于對(duì)基本視點(diǎn)發(fā)送的第一關(guān)鍵帖進(jìn)行H.264帖內(nèi)編碼，并將得 到的第一關(guān)鍵編碼帖通過(guò)無(wú)線信道發(fā)送至第一帖內(nèi)解碼器。
[0013] 第一帖內(nèi)解碼器，用于對(duì)第一帖內(nèi)編碼器發(fā)送的第一關(guān)鍵編碼帖進(jìn)行H. 264帖內(nèi) 解碼，并將得到的第一關(guān)鍵解碼帖發(fā)送至?xí)r間邊信息生成模塊。
[0014]時(shí)間邊信息生成模塊，用于對(duì)來(lái)自第一帖內(nèi)解碼器的兩個(gè)連續(xù)的第一關(guān)鍵解碼帖 依次進(jìn)行預(yù)處理、塊匹配、雙向運(yùn)動(dòng)內(nèi)插后，將生成的時(shí)間邊信息帖發(fā)送至融合模塊。
[0015]第二帖內(nèi)編碼器，用于對(duì)增強(qiáng)視點(diǎn)發(fā)送的第二關(guān)鍵帖進(jìn)行H.264帖內(nèi)編碼，并將得 到的第二關(guān)鍵編碼帖通過(guò)無(wú)線信道發(fā)送至第二帖內(nèi)解碼器。
[0016] 第二帖內(nèi)解碼器，用于對(duì)第二帖內(nèi)編碼器發(fā)送的第二關(guān)鍵編碼帖進(jìn)行H. 264帖內(nèi) 解碼，并將得到的第二關(guān)鍵解碼帖發(fā)送至空間信息生成模塊。
[0017]空間邊信息生成模塊，用于根據(jù)第二帖內(nèi)解碼器發(fā)送的第二關(guān)鍵解碼帖進(jìn)行運(yùn)動(dòng) 估計(jì)，將得到的初始空間邊信息帖發(fā)送至融合模塊。
[0018]融合模塊，用于根據(jù)基本視點(diǎn)與增強(qiáng)視點(diǎn)之間的相關(guān)性，通過(guò)基礎(chǔ)矩陣將空間邊 信息生成模塊發(fā)送的初始空間邊信息帖映射到基本視點(diǎn)，得到映射空間邊信息帖，并采用 平均內(nèi)插法對(duì)時(shí)間邊信息生成模塊發(fā)送的時(shí)間邊信息帖與映射空間邊信息帖進(jìn)行信息融 合后，將得到的融合信息帖發(fā)送至重構(gòu)模塊。
[0019]重構(gòu)模塊，用于對(duì)融合模塊發(fā)送的融合信息帖進(jìn)行濾波，并根據(jù)Wyner-ZiV解碼器 發(fā)送的Wyner-Ziv解碼帖、經(jīng)過(guò)濾波的融合信息帖進(jìn)行圖像重建。
[0020] 綜上所述，本發(fā)明所述分布式視頻編碼框架中，由基本視點(diǎn)與增強(qiáng)視點(diǎn)同時(shí)采集 視頻圖像，并且由基本視點(diǎn)作為主采集設(shè)備，增強(qiáng)視點(diǎn)作為輔助采集設(shè)備;而且，在狹窄的 礦井巷道中，基本視點(diǎn)與增強(qiáng)視點(diǎn)平行放置，使得基本視點(diǎn)和增強(qiáng)視點(diǎn)所采集的視頻圖像 之間的對(duì)應(yīng)核線相互平行，且位于相同的圖像水平掃描線上。由此，基本視點(diǎn)與增強(qiáng)視點(diǎn)象 人類的兩只眼睛一樣，被部署在礦井巷道之中?；疽朁c(diǎn)所采集視頻圖像被分為Wyner-Ziv 帖與第一關(guān)鍵帖，Wyner-Ziv帖通過(guò)編碼發(fā)送至監(jiān)控室進(jìn)行解碼;第一關(guān)鍵帖通過(guò)編碼也被 發(fā)送至監(jiān)控室解碼后，用于生成時(shí)間邊信息；將從增強(qiáng)視點(diǎn)所采集視頻圖像中抽取第二關(guān) 鍵帖編碼后發(fā)送至監(jiān)控室解碼，并用于生成與增強(qiáng)視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的初始空間邊信息。時(shí)間邊信 息與初始空間邊信息在融合模塊中進(jìn)行預(yù)處理后，根據(jù)基本視點(diǎn)與增強(qiáng)視點(diǎn)之間的相關(guān) 性，將初始空間邊信息映射為與基本視點(diǎn)對(duì)應(yīng)的映射空間邊信息;運(yùn)樣，對(duì)時(shí)間邊信息與映 射空間邊信息進(jìn)行融合后，由重構(gòu)模塊對(duì)礦井巷道中的視頻圖像進(jìn)行重構(gòu)再現(xiàn)。本發(fā)明所 述分布式視頻編碼框架借鑒了人眼視覺(jué)系統(tǒng)的特點(diǎn)，將基本視點(diǎn)鄰近的增強(qiáng)視點(diǎn)所采集視 頻圖像作為參考圖像，避免了監(jiān)控室內(nèi)重建圖像因?yàn)椴杉曨l信息的不完備而導(dǎo)致重建圖 像質(zhì)量差的問(wèn)題;另外，由于本發(fā)明所述分布式視頻編碼框架中，將基本視點(diǎn)所采集視頻圖 像分為Wyner-Ziv帖與第一關(guān)鍵帖后，分別對(duì)它們進(jìn)行編碼與解碼，同時(shí)僅對(duì)從增強(qiáng)視點(diǎn)所 采集視頻圖像中提取的第二關(guān)鍵帖進(jìn)行編碼與解碼，因此本發(fā)明還具有較高的編碼效率與 解碼質(zhì)量。綜上所述，本發(fā)明所述分布式視頻編碼框架能適應(yīng)于惡劣環(huán)境，具有較高的容錯(cuò) 率與普遍適用性。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖I是本發(fā)明所述分布式視頻編碼框架的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖2是本發(fā)明所述時(shí)間邊信息生成模塊的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明所述空間邊信息生成模塊的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明所述融合模塊的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì) 本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0026]圖1是本發(fā)明所述分布式視頻編碼框架的組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明所 述編碼框架包括:基本視點(diǎn)1、增強(qiáng)視點(diǎn)2、￥71161-2;[￥編碼器3、￥7]161-2;[￥解碼器4、第一帖內(nèi) 編碼器5、第一帖內(nèi)解碼器6、時(shí)間邊信息生成模塊9、第二帖內(nèi)編碼器7、第二帖內(nèi)解碼器8、 空間邊信息生成模塊10、融合模塊11、重構(gòu)模塊12;其中，
[0027] 基本視點(diǎn)1，用于采集第一環(huán)境視頻圖像，根據(jù)第