基于频域选择性外推的视频差错掩盖技术研究

摘要

随着通信技术的高速发展，基于视频的业务已经渗透到许多领域，然而目前大多数有线、无线通信物理信道并非无差错信道，视频数据传输过程中面临着不可避免的数据差错和丢失。压缩视频流对包交换网络中的传输错误异常敏感，传输中一旦出现差错，错误信息将会在时间和空间上迅速蔓延和扩散，使视频质量急剧下降，有时甚至会导致整个视频通信完全失败。因此为了在解码端获得人眼可以接受的恢复图像，必须采取相应的差错控制技术。本文在分析多种差错控制技术的基础上，结合H.264视频压缩编码中所应用的差错掩盖方法，主要对解码端的帧内差错掩盖技术进行研究。
　　 论文首先对频域选择性外推技术进行深入的研究，根据不完全数据重建的思想分析了带限信号外推的方法，并将这种外推法引入了二维图像信号；然后，对应用于16×16和8×8单独孤立块丢失的DFT频域外推差错掩盖算法进行改进，使其可应用于16×16连续宏块的丢失，经过多次实验找到连续丢失块的最佳邻域选取区域；
　　 其次，论文将改进后的DFT频域差错掩盖算法在H.264测试模型JM解码端帧内掩盖模块中进行实现，将其应用于视频序列中的Ⅰ帧差错掩盖，提高帧内差错掩盖质量，降低Ⅰ帧差错对后续P帧的影响，平均PSNR值相比于JM原来的帧内掩盖算法提高2.5dB；接着，论文根据连续宏块出错位置的三种不同情况，通过改变丢失宏块的掩盖顺序，在原有的2.5dB提高的基础上平均又提高0.4dB。
　　 第三，论文对基于DCT基函数的频域外推也进行了深入研究，推导得出了基于DCT基函数的频域公式，将此DCT域外推技术运用到二维图像的差错掩盖，在MATLAB平台上仿真实现，相比于JM中的帧内掩盖算法其主观视觉效果和客观PSNR值都有很大的提高。
　　 论文最后对全文工作进行了总结，并且阐述了后续的工作方向。