基于顺序自适应和细节优化的H.264时域误码掩盖算法研究

论文摘要

随着网络技术和无线通信技术的发展,视频通信的应用成为必然的趋势。但是在传输信道中,误码的产生和数据的丢失总是难以避免。压缩后的视频数据对码元错误非常敏感,少量码元的错误就可能导致大批码元无法正确解码,而且误码会在空间和时间轴上进行扩散,因此视频图像的差错控制就显得尤为重要。由于视频数据在空间和时间上具有相关性,传输错误的视频数据可以利用其空间和时间上邻近的数据来恢复,这就是误码掩盖技术（Error Concealment）。对帧间模式编码的宏块,一般采用时域上的误码掩盖。本文提出了一种基于顺序自适应和细节优化的时域误码掩盖算法,该算法根据实际情况自适应地对掩盖的顺序进行选择,并且在顺序自适应的基础上,考虑了参考块中编码模式为4×4小块的情况,使得误码掩盖更加精确,从而提高所恢复视频信号的质量。本文以ITU-T的视频标准H.264为平台,在熟悉H.264视频语法和语义的基础上,深入理解了解码端的时域误码掩盖技术。仿真试验以H.264的JM（Joint Model）模型为平台,模拟视频数据在不可靠信道上传输。通过修改编码器的配置文件以及rtpdiscard中的丢包程序,采用不同的测试序列,模拟差错出现在不同的P帧,并在解码端加入改进的误码掩盖算法进行误码掩盖,进行实验分析,与其它时域误码掩盖算法进行性能比较。实验结果表明,使用改进的误码掩盖算法后,恢复图像的峰值信噪比（PSNR）提高,而解码时间和原来相比并没有太大变化,达到了预期目的。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 论文的主要工作
• 1.3 论文组织安排
• 第二章 新一代视频图像压缩标准—H.264
• 2.1 H.264 的制定过程和应用场合
• 2.2 H.264 的特点
• 2.2.1 帧内预测
• 2.2.2 帧间预测
• 2.2.3 整数变换
• 2.2.4 熵编码
• 2.2.5 SP Slice
• 2.2.6 灵活的宏块排序
• 2.3 H.264 的优势
• 2.4 H.264 与其它标准的比较
• 第三章 视频图像的误码掩盖技术
• 3.1 误码检测
• 3.2 重同步
• 3.3 误码定位
• 3.4 误码掩盖
• 3.4.1 空域误码掩盖技术
• 3.4.2 频域误码掩盖技术
• 3.4.3 时域误码掩盖技术
• 第四章 基于顺序自适应和细节优化的时域误码掩盖
• 4.1 H.264 中对丢包图像的解码
• 4.1.1 解码过程
• 4.1.2 视频误码掩盖过程
• 4.2 基于顺序自适应和细节优化的H.264 时域误码掩盖算法
• 4.2.1 误码掩盖的基本思路
• 4.2.2 掩盖顺序判决
• 4.2.3 运动矢量估计
• 4.2.4 1/4 像素插值
• 4.2.5 边界匹配失真
• 第五章 实验结果与结论
• 5.1 JM参考模型
• 5.2 视频质量的评价
• 5.3 实验结果及分析
• 5.3.1 测试序列silent
• 5.3.2 测试序列foreman
• 5.3.3 测试序列glasgow和coastguard
• 5.3.4 其它测试序列
• 5.4 结论
• 第六章 总结
• 6.1 本文总结
• 6.2 进一步的研究工作
• 参考文献
• 附录
• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 导师及作者简介