论文摘要
随着多媒体通信技术的发展,数字视频得到了越来越广泛的应用。视频应用的平台已经由计算机扩展到了机顶盒、手机等消费电子终端。这些嵌入式应用中,由于成本、体积和功耗等的限制,往往需要采用专用硬件来加速视频编解码过程。已有的视频编码标准,比如MPEG-2、MPEG-4和H.264/AVC等都采用了基于块的压缩编码方法,通过离散余弦变换（DCT）、运动估计和熵编码等技术来实现数据压缩,这导致编码后的码流易受信道误码的干扰。熵编码和帧内预测导致随机比特错误在空间扩散,帧间预测导致错误在时间上传播。因此,在实际应用,尤其在Internet或者移动媒体等容易出错的信道下,如何抵抗信道误码以及在信道误码产生后如何进行错误掩盖成为研究的热点之一。本文针对消费电子应用中视频解码器的系统结构以及解码端错误掩盖算法和实现展开研究,同时对如何消除错误掩盖引起的块效应进行了探讨,主要工作和研究成果如下:1.在对视频解码系统的功能、总线结构和存储系统等分析的基础上,提出了统一的多标准视频解码系统结构。该结构支持MPEG-1/2,MPEG-4,H.264/AVC和AVS等主流的视频编码标准。此外,针对H.264/AVC的上下文自适应二进制算术码解码速度的瓶颈,提出了并行解码的实现方案。提出了高速的多标准IDCT硬件结构,提高了IDCT的处理速度。2.提出了基于编码信息的空域错误掩盖算法。已有的错误掩盖算法,比如双线性插值、边缘插值等,针对特定的图像特征可以达到较好的错误掩盖效果。MPEG-2和MPEG-4等基于8x8离散余弦变换的视频编码标准中,DCT系数反映了图像的纹理信息。H.264/AVC和AVS等新一代视频编码标准中,帧内预测方向和残差信息反映了图像的纹理信息。提出的算法充分利用了这些编码信息对图像进行分类。针对特定的图像特征,选择合适的错误掩盖算法,达到了较好的错误掩盖效果。3.针对帧间编码图像出错的情况,提出了一种自适应的时域错误掩盖算法。利用加权的混合边界匹配准则和可变块运动搜索来提高运动矢量估计的准确度,取得了较好的时域错误掩盖效果。针对低码率应用中整帧图像丢失的情况,提出了基于运动矢量估计的错误掩盖算法。首先利用线性运动的假设对丢失块的运动矢量进行估计,然后根据参考块的运动情况来验证估计运动矢量的可靠性。如果可靠,则使用该矢量重建丢失块。否则,采用边界匹配的方法重建丢失块。参考帧中存在帧内宏块时,利用相邻宏块的运动信息估计其运动矢量。对时域错误掩盖引起的块效应,提出了相应的滤波算法。该算法在消除块效应的同时,很好的保护了图像的边缘,提高了恢复图像的主观和客观效果。
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标签：视频解码论文; 系统结构论文; 空域错误掩盖论文; 离散余弦变换论文; 边缘检测论文; 时域错误掩盖论文; 消除块效应滤波论文;