论文摘要
近些年来,基于Internet的多媒体应用（尤其是视频应用）越来越广泛。视频的压缩和传输已成为这一研究领域广受关注且极具挑战性的课题。传统的编码方案通常是以无差错环境为背景、以优化压缩率为目的进行设计的,而不是为现在的基于包交换的、“尽力而为”的、不可靠的Internet而设计的。这个冲突为视频的高质量传输带来了一系列的挑战。当前所有的视频编码标准（如MPEG-4）都采用了可变长编码和运动预测技术以获得高压缩率。然而,在易发差错的环境下,网络传输差错（如,包丢失）可能导致接收端视频数据的丢失,这意味着丢失许多视频块、甚至是帧。这种差错将会引起空间和时间上的差错扩散。因此,有必要在视频传输过程中加入差错控制技术。对于Internet,带宽波动、包丢失和信道传输差错等是不可避免的,各种差错控制技术成为视频传输中不可缺少的组成部分。差错控制技术旨在有效地提高接收端输出的解码视频质量。差错控制技术可以在信源编解码和信道编解码的各个环节进行,因此差错控制技术的内容十分广泛,大致分为前向容错编码、后处理差错隐藏、编解码交互差错控制等三大类技术。本文主要对前两类技术中的若干问题进行了详细研究,分析了现有算法的一些局限性,并提出了相应的解决方案和改进算法。本文的主要工作如下:首先,本文探讨了基于编码端的针对DCT模块的多描述编码（MultipleDescription Coding,MDC）策略。优化的基于重建的DCT变换（OptimizedReconstruction-based DCT,ORB-DCT）方案采用数据交织产生多描述,并且采用基于内插重建DCT的变换ORB-DCT取代了传统的DCT,其目的是使得重建后获得的视频与原始视频相差最小。在分析ORB-DCT方案的基础上,本文根据象素空间相关性的特点,提出了改进的ORB-DCT算法,并进行了数学推导。这种改进的算法可增强描述中的象素相关性,进而为解码端重建提供更多的信息。其次,本文解决了针对P帧的基于时域的差错隐藏技术。在特定的Internet包丢失条件下,一个包的丢失,往往意味着整个P帧数据的丢失。因此,本文针对整个P帧完全丢失的情况,利用多个先前补偿帧之间的运动信息,重建当前丢失的P帧。在讨论双重前向预测运动补偿隐藏技术的基础上,考虑到解码端具有一定的缓存能力及帧间运动矢量的关系,提出利用多重运动矢量来隐藏丢失。再次,本文探讨了视频数据的打包技术。打包技术是一种有效的、重要的抗差错技术。针对离散片打包方法的局限性,本文在研究传统的光栅扫描打包方法和新近的离散片方法的基础上,将两者的优点相结合,提出了一种新颖的基于多趟跳跃扫描的离散打包方法。由于该打包方法对离散后的宏块按照一定的规律进行了多次扫描,从而突破了离散片算法基于固定宏块数目的局限性,实现了优化的、离散的基于比特数的打包。最后,本文针对Internet带宽波动和易丢包的两大特点,提出了基于不平等差错保护（Unequal Error Protection,UEP）和MDC的细粒度可分级（FineGranularity Scalability,FGS）编码方案。FGS产生的码率能很好地适应Internet上的不同带宽条件;而MDC则能有效地应付包丢失现象。由于FGS的基本层和增强层码流具有不同重要性,且增强层的不同比特平面也有不同的重要性,因此应对各个层采用UEP保护。本文在分析FGS码流特点的基础上,尤其是增强层的比特平面的特点,分别对基本层和部分增强层实施MDC方案,确保最基本的视频信息和最能提高视频质量的增强信息正确传输到解码端。
论文目录
相关论文文献
标签：视频压缩论文; 视频传输论文; 差错控制论文; 离散余弦变换论文; 差错隐藏论文; 运动论文; 预测与补偿论文; 打包论文; 多描述编码论文; 可分级编码论文; 细粒度可分级编码论文;