H.264视频解码器的差错隐藏技术研究

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在视频通信系统中,接收图像特别是经过高效压缩编码(如H.264)后的视频数据,其重建质量对传输信道差错的影响十分敏感,所以必须在通信或传输过程中采用强有力的差错控制措施,方能获得满意的视频质量。因此差错控制往往是视频通信系统中不可缺少的一环。与其它主要的差错控制方式相比,解码端的差错隐藏有着不占用额外带宽以及不增加信息冗余等显著特点,是一种有效提高视频质量的差错控制方法,在视频通信系统特别是带宽资源紧张的传输网络中有着广泛的应用。   首先,本文按照编解码器所扮演的角色,归纳了常用的几类差错控制技术,分别介绍了各类目前应用广泛的差错控制与隐藏技术,分析了它们的特性和应用场合。并对H.264编解码特性,标准中建议的差错控制工具以及论文中涉及的仿真平台进行了介绍。   其次,一方面针对Ⅰ帧宏块丢失情况设计了相应的差错隐藏方案,并对多纹理预测法进行了分析比较;另一方面针对帧间编码宏块丢失介绍了自适应宏块划分差错隐藏算法流程。   然后,论文着重分析了基于整帧丢失的2种主要差错隐藏算法:光流估计法和运动矢量外推法,分别对其优缺点和使用场合进行分析总结,并对现有的宏块级运动矢量外推法和像素级运动矢量外推法提出了各自的改进算法,在H.264的官方编解码平台JM上完成了仿真并进行了测试,实验表明,两种改进后的算法在原有算法的基础上没有明显增加处理时延,却能显著改善视频的主观感受和客观质量。   最后,考虑到像素级运动矢量外推法对丢失帧细节的恢复有较好的效果,而宏块级运动矢量外推法有更低的运算复杂度,本文将像素级运动矢量外推法引入到改进后的宏块级运动矢量外推法中,不仅较好地恢复了丢失帧的细节信息,更保留了宏块级运动矢量外推法的低复杂度优势;实验结果表明:组合算法的隐藏效果较前两种改进算法都有不同程度的提高。
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