5. Cấu trúc luận văn
2.1. Kiến trúc mã hóa video phân tán với bộ mã hóa H.265/HEVC
Hình 2.1 mô tả kiến trúc mã hóa video phân tán thế hệ mới, đƣợc xây dựng trên nền tảng bộ mã hóa chuẩn HEVC (DVC-HEVC).
Hình 2.1: Cấu trúc mã hóa DVC-HEVC
Tƣơng tự nhƣ các kiến trúc mã hóa video thế hệ cũ, với kiến trúc DVC-HEVC, video đầu vào đƣợc phân tách thành 2 nhóm bao gồm Key frames và WZ frames. Trong khi các khung chính đƣợc mã hóa với chuẩn HEVC cấu hình Intra, các khung WZ đƣợc mã hóa phân tán theo các bƣớc sau:
Tại bộ mã hóa:
- Phân loại khung: Chuỗi video đƣợc chia thành các khung WZ và các khung chính. Số lƣợng khung WZ giữa hai khung chính phụ thuộc vào kích thƣớc của nhóm ảnh (GOPs).
Biến đổi cosin
rời rạc Lƣợng tử hóa Mã hóa LDPC Bộ đệm Giải mã LDPC Tái tạo Biến đổi cosin rời rạc ngƣợc
Biến đổi cosin rời rạc CNM Tạo thông tin phụ trợ Bộ giải mã H265/HEVC intra Bộ mã hóa H265/HEVC intra
Phía mã hóa Phía giải mã
Frame WZ Khung WZ đã đƣợc giải mã Key frame Khung chính đã đƣợc giải mã Kênh phản hồi Luồng bit WZ
- Biến đổi không gian: một biến đổi dựa trên khối, điển hình là DCT, đƣợc áp dụng cho từng khung WZ.
- Lƣợng tử hóa: Mỗi dải DCT đƣợc lƣợng tử hóa đồng nhất với một số mức phụ thuộc vào chất lƣợng mục tiêu.
- Mã hóa LDPC (hoặc Turbo): Phần này mã hóa mỗi băng DCT bắt đầu bằng mặt phẳng bit (MSB) quan trọng nhất. Thông tin chẵn lẻ đƣợc tạo cho mỗi mặt phẳng bit sau đó đƣợc lƣu trữ trong bộ đệm và đƣợc gửi đến bộ giải mã nếu có bất kỳ yêu cầu nào.
Tại bộ giải mã:
- Tạo thông tin phụ: Bộ giải mã tạo thông tin phụ dựa trên các khung chính đƣợc giải mã. Thông tin phụ cho mỗi khung WZ đƣợc lấy ƣớc tính (phiên bản nhiễu) của khung WZ gốc. Chất lƣợng thông tin phụ càng tốt, số bit chẵn lẻ cần thiết càng nhỏ.
- Mô hình nhiễu tƣơng quan (CNM): Với mục đích sửa "lỗi" trong khung thông tin phụ, ƣớc tính nhiễu giữa khung thông tin phụ và khung WZ sẽ đƣợc thực hiện. Do không có khung WZ tại bộ giải mã, nên các khung chính đƣợc giải mã trƣớc và sau cùng với vectơ chuyển động trong quá trình tạo thông tin phụ và đƣợc sử dụng với mô hình phân phối Laplacian để ƣớc tính nhiễu này.
- Giải mã LDPC (hoặc Turbo): Bộ giải mã LDPC nhận đƣợc từ các khối mã hóa liên tiếp của các bit chẵn lẻ theo các yêu cầu trong kênh phản hồi. Số lƣợng yêu cầu bit chẵn lẻ đƣợc xác định dựa trên mô hình ƣớc lƣợng nhiễu. - Tái tạo: sau khi giải mã LDPC, tất cả các mặt phẳng bit đƣợc liên kết với
mỗi dải DCT đƣợc nhóm lại với nhau để tạo các ký hiệu lƣợng tử đƣợc giải mã. Sau khi thu đƣợc tất cả các ký hiệu lƣợng tử đƣợc giải mã, có thể xây dựng lại tất cả các hệ số DCT. Sau giải mã kênh, tất cả các mặt phẳng bit liên quan đến mỗi DCT chuẩn sẽ đƣợc nhóm lại với nhau để tạo nên ký hiệu lƣợng tử. Ký hiệu lƣợng tử đƣợc giải mã này sau đó đƣợc kết hợp với các thông tin phụ có sẵn tại bộ giải mã để khôi phục hệ số DCT. Sau đó, DCT
đƣợc xây dựng lại, một biến đổi cosine rời rạc ngƣợc (IDCT) đƣợc thực hiện và thu đƣợc khung WZ đƣợc giải mã.