基于MV空间相关性的图像错误掩盖方法的研究

摘要

在多媒体视频技术迅速发展的现代社会,人们对于视频通信的质量要求越来越高,传统的视频压缩技术已经不能满足大众的需求。为了提供更好的视频通信质量以及更大的压缩率,H.264/AVC编解码协议应运而生。相比之前的编解码协议, H.264/AVC可在保持编码质量的前提下减少50％的编码比特率,这大大减轻了视频编码信号在网络信道上的传输压力。
　　然而,在实际通信中,传输信道的不稳定性往往造成信号在传输过程中的丢失,从而导致终端接收到信号的失真。对于图像信号而言会造成图像的局部黑块、马赛克甚至整体图像的丢失。所谓错误掩盖,是利用解码段接收到的准确信息与丢失信息的相关关系进行内容的估计,从而达到恢复图像质量的效果。这一技术既提高了接收端图像质量也不会给传输线路带来额外的带宽压力,因此受到了相关图像传输系统及协议的青睐。
　　本文在对相关图像错误掩盖算法进行学习和研究的基础上,针对 H.264/AVC图像编码协议提出了两种快速而有效的基于MV空间相关性的图像错误掩盖方法。本文主要完成了以下几部分的工作:
　　1.首先文章对多媒体视频编码原理及编解码标准的发展历史进行了简单的阐述,并着重从编解码的流程、采用的新技术特点以及其在现阶段的应用等对目前主流的视频编解码标准H.264/AVC进行详细的介绍。
　　2.针对H.264/AVC现阶段使用的一些差错控制技术进行了研究,对几种主要的差错控制技术进行介绍和分析,包括编码端的差错控制技术以及解码端错误掩盖技术。本文将要着重描述的便是时域错误掩盖算法。
　　3.研究了近年来针对 H.264/AVC的几类时域错误掩盖算法,按照算法的运算特性分为几类分别进行阐述,说明其各自的优缺点并与错误掩盖技术进行了对比。
　　4.提出了基于MV空间相关性的时域错误掩盖算法(MVSC)。该方法利用时域信息以及运动向量的空间相关性对已丢失的宏块进行恢复。实验表明,该算法能有效地对已丢失信息进行恢复,视频质量得到很大改善,有一定的实用价值。
　　5.对提出的MVSC算法进行了进一步的改进,将运动趋势判断因子和部分恢复方法进行重新设计,提出了优化的基于 MV空间相关性的时域错误掩盖算法(OMVSC),并进行了仿真实验得出实验效果,结果有进一步的提升。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 编码原理概述

1.3 视频编解码标准的发展历史

1.4 研究背景及选题意义

1.5 本文的主要内容和安排

第二章 视频编解码压缩标准H.264/AVC

2.1 H.264/AVC简介及发展历程

2.2 H.264/AVC基本编解码流程

2.3 档次和级别

2.4 H.264/AVC中使用的关键技术

2.5 本章小结

第三章 多媒体视频编解码中差错控制技术的研究

3.1 视频传输中误码的产生和影响

3.2 编码端差错控制技术

3.3 解码端差错控制技术

3.4 交互式差错控制技术

3.5 本章小结

第四章 相关的时域错误掩盖方法的分析

4.1 基于边界信息的时域错误掩盖方法

4.2 基于插值算法的时域错误掩盖方法

4.3 基于数学运算的时域错误掩盖方法

4.4 基于像素点的时域错误掩盖方法

4.5 本章小结

第五章 基于MV空间相关性的时域错误掩盖方法（MVSC）的研究

5.1 算法中的预处理方法

5.2 运动趋势的估计

5.3 针对情况1的运动向量恢复

5.4 针对情况2的运动向量恢复

5.5 针对情况3的运动向量恢复

5.6 针对其他情况的运动向量恢复

5.7 实验环境

5.8 实验数据及结果分析

5.9 本章小结

第六章 优化的基于MV空间相关性的时域错误掩盖方法（OMVSC）的研究

6.1 算法分析及改进思路

6.2 运动趋势估计方法的改进

6.3 对应恢复方法的改进

6.4 实验结果与分析

6.5 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 工作总结

7.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果