基于H.264/AVC的视频错误隐藏技术研究

摘要

H.264/AVC是由ISO与ITU-T两大标准化组织成立的联合视频组(JVT)，于2003年联合颁布的新一代低比特率视频压缩标准，其目的是在增强压缩效率的同时提高对网络的适应性。该标准由于采用了更为有效的压缩技术，从而可获得更好的编码效率及视频质量，但这也使得其抗误码能力更加脆弱。误码扩散会引起重构的图像质量急剧下降。由于信源抗误码技术的灵活性强，其编码端的差错控制技术及解码端的错误隐藏技术能够有效提高码流的抗误码性能及视频的主客观质量，因此成为目前抗误码技术的研究热点。
　　 本文首先对H.264/AVC差错控制技术进行了研究。在H.264/AVC官方测试代码JM86平台上对不同灵活宏块重排(FMO)模式进行了性能测试。通过比较，得出了不同的FMO模式对编解码效率产生的影响，并进行了分析。通过官方模拟丢包程序Mobile IP对不同FMO模式的抗误码性能进行了测试，并对各种FMO模式的抗误码性能给出了测试结果及分析。
　　 然后对H.264/AVC错误隐藏技术进行了研究，描述了JM86平台下的帧内及帧间错误隐藏算法的函数流程及具体实现过程。对不同特点图像及不同FMO模式下的错误隐藏效果进行了性能测试，分析了H.264/AVC帧内及帧间错误隐藏算法的优势与不足。
　　 最后针对帧内错误隐藏，研究了基于边缘检测的错误隐藏算法。首先研究并实现了在Matlab平台下基于边缘检测的帧内错误隐藏算法及一种基于不同丢失块类型的自适应帧内错误隐藏算法，并将这两种算法与其它方法进行了仿真比较，给出了测试结果及分析。然后根据H.264/AVC码流特点将边缘检测算法移植到JM86中，在移植过程中引入了基于相关像素的方向加权改进算法。在Mobile IP和自定义的两种丢包情况下对FMO中的分散模式进行了模拟实际应用下的仿真测试，结果表明，基于边缘检测的错误隐藏算法能够有效地提高帧内错误隐藏主客观效果，基于方向加权的改进算法能够提高帧内错误隐藏的主观效果。