基于H.264的误码掩盖技术的研究

论文摘要

近二十年来,多媒体通信在世界范围内得以迅速发展,并不断推出新的视讯业务。在视频编码方面,已经推出了一系列标准,最新标准是2003年5月正式颁布的H.264/AVC标准,该标准作为历来标准之集大成者,在以前标准技术的基础上继承、改进、创新,不但在压缩性能上得到了显著提高,网络亲和性与抗误码能力也更显优势。但是由于信道本身的误码及延时特性,传输中误码的产生是不可避免的,而高效压缩后的视频数据对误码非常敏感,因此有必要采用相应的措施提高视频数据的抗误码能力。本文首先介绍了数字视频压缩编码的基本原理和误码控制所包括的几个方面,然后介绍了H.264的标准并系统全面的分析了该标准所采用的各种抗误码技术,最后重点研究了视频后处理中的误码掩盖技术,在研究了国内外大量资料的基础上,分析并指出了各类误码掩盖算法的优缺点和适用环境,针对现有空域和时域误码掩盖算法的不足,分别提出了改进算法。在空域作者提出了一种自适应划分丢失宏块的“多边缘插值算法”,通过仿真实验表明,本文提出的算法不仅提高了方向插值的精确性,也避免了虚假边缘的产生,使掩盖图像的主客观质量有较大的提高。在时域本文提出了一种基于多宏块分割模式的误码掩盖算法,根据相邻宏块的分割模式,每个丢失宏块被自适应的划分为大小不同的子块进行掩盖,实验结果表明,该算法可以得到比传统算法更好的视频质量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究方向
• 1.3 本文的研究目标与主要工作
• 1.4 论文结构
• 第二章 视频压缩与误码控制
• 2.1 视频压缩编码概述
• 2.1.1 视频序列冗余特性
• 2.1.2 视频编码机制
• 2.1.3 视频编码技术
• 2.2 误码控制概述
• 2.2.1 误码产生的原因及其影响
• 2.2.2 错误检测技术
• 2.2.3 视频编码层的误码控制方法
• 2.2.4 网络适配层误码控制方法
• 2.3 本章小结
• 第三章 H.264 标准的介绍及其误码控制技术的分析
• 3.1 H.264 的制定过程与发展历程
• 3.2 H.264 的基本框架
• 3.2.1 档次和等级
• 3.2.2 码流结构
• 3.2.3 编解码结构
• 3.3 H.264 的关键技术介绍
• 3.3.1 分层结构
• 3.3.2 环路滤波器
• 3.3.3 整数DCT 变换
• 3.3.4 帧内预测
• 3.3.5 帧间预测
• 3.4 H.264 中误码控制技术的分析
• 3.4.1 H.264 沿用旧标准中的误码控制技术
• 3.4.2 H.264 中经过改进得到更好应用的误码控制技术
• 3.4.3 基于H.264 标准的全新误码控制技术
• 3.5 本章小结
• 第四章 空域误码掩盖技术的研究与实现
• 4.1 空域误码掩盖技术
• 4.1.1 加权像素值平均插值算法
• 4.1.2 纹理插值算法
• 4.1.3 其它空域误码掩盖方法
• 4.2 JM 空域误码掩盖方案
• 4.2.1 JM 简介
• 4.2.2 JM 方案
• 4.3 多边缘插值空域误码掩盖算法
• 4.3.1 多边缘插值算法的思路
• 4.3.2 边缘的检测与区域划分
• 4.3.3 区域内方向插值
• 4.3.4 区域内方向插值算法的实现
• 4.3.5 仿真结果与分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 时域误码掩盖技术的研究与实现
• 5.1 时域误码掩盖技术
• 5.1.1 时域替代法
• 5.1.2 均值/中值法恢复运动向量
• 5.1.3 边界匹配法
• 5.1.4 多权值外边界匹配法
• 5.1.5 其它时域误码掩盖方法
• 5.2 JM 时域误码掩盖方案
• 5.3 改进的时域误码掩盖方案
• 5.3.1 算法思想和流程描述
• 5.3.2 宏块总体分割模式的估计
• 5.3.3 子块扫描顺序的判断
• 5.3.4 8×8 子宏块亚分割模式的估计
• 5.3.5 参考运动矢量集的选取
• 5.3.6 边界匹配和搜索条件判断准则
• 5.3.7 方向性菱形快速搜索算法
• 5.3.8 实验结果与分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间研究成果及发表的学术论文