异构网络下基于相关性优化准则的多描述视频编码的研究

近年来，针对不可靠网络的实时视频传输问题，多描述编码已经引起了国内外学者的广泛关注。传统的视频编码通常使用率失真优化方法提高压缩性能，由于多描述编码需要考虑各描述的码率和失真，传统的优化方法往往带来较高的计算复杂度，影响了实用性。为此，本课题提出了多描述编码的相关性优化准则来代替传统的率失真优化准则，以此准则为基础进一步研究面向异构网络的多描述视频编码关键技术，主要包括：自适应时域采样的多描述视频编码算法、均衡及非均衡信道下可伸缩多描述视频编码算法和融合多载波调制的多描述视频传输算法，并构建实用的多描述视频编码系统。项目的研究成果可以广泛应用于异构网络下的视频通信、视频监控、视频点播等领域，具有重要的理论意义和实用价值。

在青年科学基金项目(No.60903066)的支持下，针对目前异构网络时延大、误码率高、传输可靠性低等问题，本项目组对多描述编码的基本算法及异构网络下视频码流的传输问题进行了重点深入的研究。在多描述编码方面，研究了自适应采样的多描述视频编码算法、基于宏块级描述间及描述内相关性的多描述视频编码算法、宏块级冗余可调的多描述视频编码算法，有效提高了多描述编码的率失真性能；在网络传输方面，研究了基于优先级的多描述编码传输方案、基于Slice相关性的视频数据不平等保护传输方案、宏块级率失真优化的视频错误恢复算法，构建了多描述可伸缩视频编码系统，在保证编码效率的前提下，提高了视频传输的可靠性。上述这两方面的研究成果对于现有二维视频编码及可靠传输提供了有效的解决方案，同时也为后续开展的青年-面上连续资助项目提供了重要的研究基础和算法参考。此外，由于三维视频技术逐渐成为当前视频信号处理领域的研究热点，因此本项目组在三维视频编码方面也做了一些前瞻性的研究工作，研究设计了自适应预测结构的双目视频编码，提出了基于联合字典的低复杂度的三维视频编码算法，并构建了多视点视频采集及显示的基本实验平台。本项目组累计出版专著2部，其中一部由本领域内知名国际出版社Springer出版；共计发表及录用文章28篇，其中，发表SCI源期刊论文13篇，录用2篇，包括IEEE Trans. on Circuits and Systems for Video Technology，IEEE Trans. on Image Processing，Eurasip Journal on Advances in Signal Processing，Computing and Informatics, 中国科学（F辑）等；发表EI论文9篇；发表国际会议11篇，包括数据压缩领域内重要国际会议DCC上发表2篇、ICIP会议1篇及PCM会议2篇，另有一篇文章获国际会议CAoSN2010的“Best Paper Award”。此外，本项目组获得国际专利授权1项，申请国家发明专利3项，获软件著作权登记2项。项目负责人于2011年获“2009年度北京市科学技术奖一等奖”(第二获奖人)，2010年获“2009年度山西省科学技术奖三等奖”（第四获奖人），入选2010年微软亚洲研究院“铸星计划”及2010年北京交通大学红果园双百人才计划。

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