基于H.264的解码器端错误遮蔽方法研究

摘要

随着视频技术和网络通信的发展，视频播放在网络中的应用领域越来越宽广，压缩后的视频经数据包在网络中的传输容易因干扰产生误码或丢包，降低接收端视频质量。错误遮蔽是通过解码端的帧间帧内相关性，不增加传输时延和带宽压力来改善视频质量的技术。根据错误遮蔽的技术特点可以分为时域错误遮蔽和空域错误遮蔽两个种类。
　　本文对国内外现有的主流空域和时域错误遮蔽算法进行了详细研究，并针对现有技术的优势和不足分别对I帧错误遮蔽算法和时域错误遮蔽算法提出了改进的策略，在分析了H。264标准策略的基础上，通过ffmpeg项目开源的H。264解码器平台实现了带错误遮蔽功能的H.264解码器。对于I帧的错误遮蔽，传统的线性插值对于图像像素值变化比较平缓的视频帧有较好的遮蔽效果，但是在帧内像素值变化较大的情况下主观效果并不理想。对于I帧的错误遮蔽策略，通过结合传统空域错误遮蔽算法特点，并结合时域错误遮蔽利用帧间相关性的优势，提出一种根据视频场景变化自适应地进行I帧错误遮蔽模式选择的算法。该算法在解码端可以根据视频场景的变化剧烈程度提供自适应的I帧错误遮蔽策略，并能在进行宏块匹配时能根据相邻宏块状态提供自适应的搜索策略。对于P帧错误遮蔽，考虑到零运动矢量掩盖不适用于运动较剧烈图像，边界匹配法在图像内容平移运动较剧烈情况下取得了很好的效果，但对非平移运动的估计不够精确，本文提出了改进的P帧错误遮蔽算法，利用传统边界匹配获得最佳匹配宏块后，再使用方向匹配方法对该宏块在不同方向进行二次边界匹配，相当于对最佳参考宏块进行了角度旋转后判优。从实验结果看，本文提出的算法提高了错误遮蔽后图像的主客观质量。

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第一章 引言

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 论文结构安排

第二章 错误遮蔽相关技术

2.1 H.264 标准介绍

2.2 空域错误遮蔽算法

2.3 时域错误遮蔽算法

2.4 JM 中的错误遮蔽方案

2.5 H.264 标准中的错误遮蔽机制

2.6 本章小结

第三章 基于错误遮蔽的 H.264 结构

3.1 H.264 比特流句法语义

3.2 宏块的运动补偿预测

3.3 编解码流程

3.4 错误传播分析

3.5 本章小结

第四章 解码器端错误遮蔽设计

4.1 错误遮蔽预处理

4.2 I 帧错误遮蔽策略

4.3 帧间错误遮蔽策略

4.4 本章小结

第五章 基于 H.264 错误遮蔽系统测试

5.1 测试环境

5.2 系统要求

5.3 输入输出类型

5.4 测试结果及分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的学术论文与专利

一、已录用的学术论文

二、已获得的专利申请