基于H.264/AVC的视频编码抗误码方法研究

论文摘要

随着Internet网络、无线通信技术以及交互式多媒体的迅速发展，低码率视频流的可靠传输自然成为当今视频通信的研究重点。设计适合于H.264／AVC编码标准的抗误码视频编码，则成为了当今一个重要的研究课题。首先，本文研究了一种交互式抗误码视频编码技术——基于反馈信息的参考帧选择（Reference Picture Selection，RPS），在H.264／AVC视频编码标准中的抗误码性能。在H.264／AVC中实现多参考帧选择算法时，我们从H.264／AVC所支持的语法（syntax）进行分析，给出了如何有效的控制缓存器中的参考帧的详细步骤，从而最终实现了与H.264／AVC完全匹配的基于反馈信息的参考帧选择算法。最后，给出了在各种参考帧选择模式下的实验数据，并通过与另一种抗误码视频编码技术——随机帧内编码宏块刷新技术的实验数据进行比较，得出了参考帧选择算法在H.264／AVC中有优越的抗误码效果的结论。其次，在深入分析H.264／AVC中支持小块尺寸的可变块运动-补偿预测技术和传统误码掩盖技术的基础上，提出了模式自适应的后向运动向量追踪时域误码掩盖算法。我们所提出的误码掩盖算法避免了传统算法经过多重预测来预测受损宏块的运动向量，从而解决了误差的多重传播问题。并且为了适应H.264／AVC中支持小块尺寸的可变块运动-补偿预测技术，所提出的模式自适应的误码掩盖算法通过采用后向运动向量追踪的方法，对受损宏块的模式进行了预测，并利用模式自适应的方式对受损宏块进行了误码掩盖。最后，通过给出所提出算法与传统算法的实验结果，证明了所提出算法的有效性。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 抗误码视频编码对于视频通信的重要性
• 1.3 论文的组织结构及研究成果
• 第二章 抗误码视频编码
• 2.1 抗误码视频编码概述
• 2.2 检测错误
• 2.2.1 传输层检测传输错误
• 2.2.2 解码端检测传输错误
• 2.3 抗误码编码
• 2.3.1 定期帧内编码图像刷新
• 2.3.2 随机帧内编码宏块刷新
• 2.3.3 已知丢包率的率失真优化
• 2.3.4 灵活的插入同步标记符
• 2.3.5 条带和条带群
• 2.3.6 独立片断预测
• 2.4 误码掩盖
• 2.4.1 基于运动-补偿预测的时域预测
• 2.4.2 基于边缘匹配算法的运动向量预测
• 2.4.3 误码掩盖技术在H.26L上的测试模型
• 2.5 交互式抗误码编码
• 2.5.1 基于反馈信息的帧内编码图像刷新
• 2.5.2 基于反馈信息的错误追踪
• 2.5.3 基于反馈信息的参考帧选择
• 第三章 低比特率视频编码
• 3.1 有效力利用冗余信息
• 3.1.1 光谱冗余
• 3.1.2 时间冗余
• 3.1.3 空间冗余
• 3.1.4 统计冗余
• 3.2 混合编码
• 3.2.1 编码器结构
• 3.2.2 块匹配
• 3.2.3 Z字型扫描和游程编码
• 3.3 H.264/AVC视频编码标准
• 3.3.1 应用和重要的设计特征
• 3.3.2 多参考帧运动-补偿预测技术
• 第四章 基于反馈信息的参考帧选择算法
• 4.1 H.264/AVC中多参考帧运动-补偿预测语法
• 4.2 模式1:ACK模式的参考帧选择方案
• 4.2.1 算法描述
• 4.2.2 基于H.264/AVC实现ACK模式参考帧选择算法
• 4.3 模式2:NACK模式的参考帧选择方案
• 4.3.1 算法描述
• 4.3.2 基于H.264/AVC实现NACK模式参考帧选择算法
• 4.4 模式2:NACK*模式的参考帧选择方案
• 4.4.1 算法描述
• 4.4.2 基于H.264/AVC实现NACK*模式参考帧选择算法
• 4.5 实验结果
• 4.5.1 实验环境
• 4.5.2 各模式参考帧选择算法的实验结果
• 第五章 模式自适应的后向运动向量追踪时域误码掩盖算法
• 5.1 相关H.264/AVC关键技术
• 5.1.1 H.264/AVC小块尺寸运动-补偿预测技术
• 5.1.2 运动向量预测编码
• 5.2 算法描述
• 5.2.1 受损宏块的模式预测
• 5.2.2 基于模式自适应的候选运动向量确定
• 5.2.3 改进的边缘匹配
• 5.3 实验结果
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 导师及作者简介