可伸缩视频编码与多视角视频编码的差错控制方法研究

摘要

近年来，随着网络技术及多媒体应用的不断发展，对于视频编码技术的研究不再仅仅局限于压缩特性。由于用户终端的多样性和网络条件的异构性，用户对视频的分辨率、帧率、质量等都有着不同的需求，这些对传统的视频编码标准提出了挑战。目前解决这一问题的最好方法之一就是可伸缩性视频编码，现已被正式接受为国际标准。多视角视频编码是最新制定的一个国际标准，多个视角提高了视觉质量体验，并且视角间具有相关性，可以对其进行有效的编码压缩。由于信道传输中大量存在的衰减、误码和数据丢失，这些错误在编码码流中扩散，严重影响视频质量。因此，视频编码中的差错控制显得十分重要，因此研究可伸缩视频编码和多视角视频编码中的差错控制具有一定的理论意义和广泛的应用价值。 本文在可伸缩视频编码和多视角视频编码国际标准的框架上，研究其中的一些差错控制技术，主要工作和创新在于： 一、提出了一种基于冗余图像的可伸缩视频编码中的错误弹性方法。 冗余图像是是一种比较有效的对抗丢包的手段，是视频编码中一个重要的错误弹性编码方法，目前在可伸缩视频编码标准中已经作为工具使用。增加冗余可以提高编码的传输鲁棒性，但同时也会因增加码率而降低编码效率，因而编码时需要合理的生成和分配冗余图像。结合可伸缩视频编码传输中对于基本层的非对称保护，本文提出通过对增强层的关键图像添加简单复制的冗余图像，在原图像丢失出错而冗余图像存在的情况下，通过对冗余图像进行解码，阻止错误传播。相比于其他的一些差错控制方法，该方法在没有增大编码复杂度，没有增加过多冗余的同时，显著地提高了丢包出错情况下的错误弹性效果。 二、提出了一种基于视差映射的多视角视频编码中的差错控制方法。 本文提出的方法利用多视角视频视间运动信息的相关性，在编码端生成视间的视差映射，再将该映射信息打包到视频码流中，从而在解码端可以依靠映射恢复丢失帧的运动信息，再结合视内时间上的纹理信息相关性，通过已解码帧进行运动补偿最终得到恢复出发生错误丢失的帧。 本文对所提的可伸缩视频编码错误弹性方法和多视角视频编码差错控制方法进行了大量实验，实验结果表明，相对于以往的技术，本文所提方法显著地提升了视频编码的抗差错性能，提高了易错环境下视频的客观和主观质量。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2问题提出及研究意义

1.3本文内容安排

第2章可伸缩视频编码和多视角视频编码基础

2.1 H.264/AVC相关标准

2.1.1网络抽象层(NAL)概述

2.1.2视频编码层(VCL)主要技术

2.2 H.264/AVC编码标准的可伸缩视频编码扩展

2.2.1时间可伸缩性

2.2.2空间可伸缩性

2.2.3质量可伸缩性

2.2.4其他可伸缩性

2.3 H.264/AVC编码标准的多视角视频编码扩展

2.4差错控制技术基础

2.4.1具有错误弹性的编码方法

2.4.2解码端错误隐藏

2.4.3交互式差错控制

第3章可伸缩视频编码中基于冗余图像的差错控制

3.1可伸缩视频编码的冗余图像技术

3.2实验

3.2.1实验环境

3.2.2实验结果

3.2.3实验结果分析

第4章 多视角视频编码中基于视差映射的差错控制

4.1多视角视频编码中基于视差映射的差错控制技术

4.1.1 多视角视频视间的运动信息相关性

4.1.2 多视角视频编码中基于视差映射的差错控制技术

4.2实验

4.2.1实验环境

4.2.2实验结果

4.2.3实验结果分析

第5章 总结

5.1基于冗余图像的可伸缩视频编码中的错误弹性方法

5.2基于视差映射的多视角视频编码中的差错控制方法

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果