H.264视频解码器中错误掩藏技术的研究

论文摘要

随着信息技术的发展和社会的进步,多媒体应用越来越广泛。人们希望无论何时何地都能够方便、快捷、灵活的通过话音、数据、图像以及视频等多种媒体进行通信。在多媒体通信中,由于图像能给人更多的信息量,因此图像/视频的传输受到了人们更广泛的关注。然而在视频通信过程中,由于信道本身的差错及延时等特性,传输中错误的产生不可避免。此外,为了减小传输的数据量而采用的视频压缩技术使得视频传输对错误非常的敏感,因此有必要采用有效的措施提高视频传输的抗误码能力。H.264作为新一代视频压缩编码标准,通过运动估计/运动补偿(MP/MC)消除视频时间冗余,对差值图像进行离散余弦变换(DCT)消除空间冗余,对量化后的系数进行可变长编码(VLC)消除统计冗余,获得了极高的压缩效率。压缩后的码流对错误更加敏感,虽然通过引入多种错误恢复工具(如灵活宏块排序FMO、参数集、数据分割、冗余片等)增强了视频流的鲁棒性,但是传输过程中的错误仍会发生,特别是在应用越来越广泛的无线通信领域。本文在对H.264标准进行详细介绍后,重点研究了在解码器端实现的视频后处理错误掩藏技术。本文主要完成的工作如下:详细分析了H.264的参考软件JM中对I帧和P帧的错误掩藏算法,并在此基础上分别提出了改进的错误掩藏算法,对算法的理论基础及实现原理进行了详细的介绍。在H.264的参考软件JM86上用C语言实现提出的算法,并用标准测试序列验证了本文提出的算法具有一定的优越性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要工作及内容安排
• 第2章 H.264视频编解码标准及其错误恢复
• 2.1 H.264标准简介
• 2.2 H.264编解码器的特点和结构
• 2.2.1 编解码器的特点
• 2.2.2 编码器的结构
• 2.2.3 解码器的结构
• 2.3 H.264的新技术分析
• 2.3.1 帧内预测
• 2.3.2 帧间预测
• 2.3.3 变换与量化
• 2.3.4 熵编码
• 2.3.5 去方块滤波
• 2.4 抗误码技术
• 2.4.1 参数集
• 2.4.2 数据分割
• 2.4.3 灵活的宏块排序（FMO）
• 2.4.4 冗余片（Redundant Slice）
• 2.4.5 帧内编码
• 2.5 小结
• 第3章 基于H.264I帧的错误掩藏
• 3.1 空间线性插值法
• 3.2 基于纹理走向的方向性插值法
• 3.2.1 JM中I帧错误掩藏
• 3.2.2 方向性插值算法思想及实现
• 3.2.3 实验结果及分析
• 3.3 其他的空间错误掩藏算法
• 3.4 本章小节
• 第4章 基于H.264P帧的错误掩藏
• 4.1 时域替换法
• 4.2 利用运动空间连续性重构运动矢量
• 4.3 重新估计运动矢量
• 4.4 基于残差分析的错误掩藏算法
• 4.4.1 JM中P帧的错误掩藏
• 4.4.2 本文算法思想分析
• 4.4.3 算法描述
• 4.4.4 实验结果及分析
• 4.5 综合测试
• 4.6 小节
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文