視頻通信中的差錯掩蓋關技術(shù)研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻通信在人們信息交流中的作用越來越重要。視頻信息雖然直觀，但是所攜帶的信息量非常大，在傳輸之前必須對視頻信號進行壓縮編碼用以降低碼率。由于在目前的視頻壓縮編碼標準所規(guī)范的技術(shù)當中采用了預測編碼、變換編碼和熵編碼等，壓縮后的碼流對傳輸中的差錯十分敏感，使得在無線、Internet等網(wǎng)絡中對視頻進行傳輸面臨著巨大的挑戰(zhàn)。為了保證壓縮后的視頻信息在網(wǎng)絡中傳輸?shù)馁|(zhì)量，必須采取有效的差錯控制方法消除、抑制傳輸過

2、程中差錯的影響。在眾多差錯控制技術(shù)當中，基于解碼端的差錯掩蓋技術(shù)是在視頻接收端降低信道誤碼的一種有效方法。由于差錯掩蓋技術(shù)不需要對編碼器作任何要求、也不會增加編碼冗余，因此得到了非常廣泛的研究和應用。
　　 本文在考慮視頻通信實時性的前提下，對基于解碼端的差錯掩蓋技術(shù)進行了深入研究。主要工作包括以下幾個方面：
　　 (1)在對基于空域插值的幀內(nèi)掩蓋技術(shù)進行深入探討的基礎上，提出了一種基于多方向插值的內(nèi)容自適應掩蓋算法。首

3、先針對非紋理塊的情況，采用基于邊緣判決的多方向插值方法進行恢復，該方法研究了邊緣檢測區(qū)域設置以及相關邊緣判決過程對丟失塊內(nèi)邊緣分布估計的影響，通過精確計算用于方向插值的外圍邊界像素值，實現(xiàn)了更準確的多方向插值。然后根據(jù)丟失塊內(nèi)邊緣分布估計的方向熵來判斷丟失塊是否為紋理塊，針對紋理塊采用上述多方向插值算法和雙線性插值算法分別進行掩蓋，將兩種算法掩蓋結(jié)果的加權(quán)平均作為紋理塊恢復的最終結(jié)果。實驗結(jié)果表明，基于多方向插值的自適應掩蓋算法不僅可以

4、保持多方向插值算法對平滑塊和邊緣塊恢復的良好性能，而且對于紋理塊的恢復也能取得較好的效果。
　　 (2)從候選運動矢量集中選擇丟失塊的最佳運動矢量估計時，存在兩種并不一致的典型評價準則用于判斷候選運動矢量所對應運動補償塊與丟失塊外圍區(qū)域相匹配的程度。為了綜合考慮兩種評價準則的影響，提出了一種基于模糊推理的幀間差錯掩蓋算法。該算法采用模糊推理機制對兩種基本準則進行融合，從而形成了一種新的評價準則。針對“模糊技術(shù)不依賴于訓練樣本”的

5、不足，通過對提取訓練樣本集進行聚類分析，自適應地定義模糊推理的隸屬度函數(shù)。實驗結(jié)果表明，采用基于模糊推理的新評價方法能夠獲得比兩種基本準則更好的掩蓋效果。
　　 (3)通過分析運動矢量之間的相關性，指出局部區(qū)域內(nèi)運動矢量在二維特征空間中具有聚類特性，并由此提出了一種基于均值漂移的H.264幀間掩蓋算法。該算法采用均值漂移過程對H.264中的丟失運動矢量恢復問題進行建模，通過估計計算窗口內(nèi)運動矢量的標準偏差來解決均值漂移算法中所涉

6、及的最優(yōu)帶寬估計、以及加權(quán)系數(shù)設定這兩個關鍵問題。實驗結(jié)果表明，該方法計算復雜度低、比其他H.264運動矢量恢復方法具有更好的性能。
　　 (4)在研究均值漂移中所涉及的核概率密度估計問題的基礎上，提出了一種基于非參數(shù)核回歸的運動矢量恢復算法。該方法考慮將丟失運動矢量的恢復看成是局部區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)擬合問題，通過對基于參數(shù)多項式模型的運動矢量恢復方法進行分析，采用非參數(shù)核回歸的方法對參數(shù)多項式模型進行改進，使得對丟失運動矢量的恢復僅