Distributed Video Coding for Multiview and Video-plus-depth Coding

摘要

I den akademiske verden er interessen for Distributed Video Coding (DVC) systemer vokset betragteligt i de senere år. Med DVC bliver korrelationen mellem frames udnyttet i afkoderen (fælles afkodning). Indkoderen koder hver frem uafhængigt og udfører kun relativt simple operationer. Med DVC bliver kompleksiteten derfor flyttet fra indkoderen til afkoderen, hvilket gør kodningsstrukturen til en oplagt løsning for indkodere med begrænsede ressourcer. DVC kan skabe vej for nye applikationer som kan have gavn af denne omvendte kodningsarkitektur. Multiview Distributed Video Coding (M-DVC) er brugen af DVC teknikkerne i kamera netværk. Takket være det omvendte kodningsparadigme hvor frames indkodes uafhængigt, gør M-DVC det muligt at udnytte redundansen kameraer imellem uden direkte indbyrdes kommunikation.Et af de centrale elementer i DVC er Side Information (SI), som er en estimering af en frame før den afkodes. Et andet centralt element er estimeringen af residualet, som indikerer troværdigheden af SI'en og som bruges til at beregne parametrene i modellen for korrelationsstøj mellem SI og den originale frame. I denne afhandling analyseres nye metoder til at generere SI mellem kameraer i Stereo og Multiview tilfældene. Der fokuseres på udviklingen og undersøgelsen af robuste fusionsteknikker, som kan fusionere forskellige SI'er. Læringsalgoritmer til løbende at forbedre fusionsproceduren bliver også undersøgt.Optical Flow (OF) er en effektiv teknik til bevægelsesestimering, som understøtter præcis og fleksibel bergning af Motion Vectors (MVs) for hver pixel i en frame. Den høje densitet af MVs gør at OF er upraktisk i konventionel prædiktiv kodning, da hver MV skal kodes. I modsætning hertil kan DVC bedre udnytte OF da Motion Estimation (ME) kun udføres i afkoderen. I denne afhandling bruges OF til fælles disparitet- og bevægelses-bergning i M-DVC og til fælles bevægelsesestimering i tekstur og dybdebilleder i video med dybde.Rate Adaptive (RA) fejlkorrigerende koder er kernen i alle moderne DVC kodeks, selvom de er plaget af et effektivitetsproblem som er mest udpræget for korte bloklængder og høj korrelation mellem SI og det originale signal. En ny kodningsarktitektur baseret på RA BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) koder præsenteres sammen med en analytisk model for at forudsige den ydelse og flere metoder til at forbedre troværdigheden af de afkodede resultater.