H.264解码器抗误码技术研究

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H.264/AVC作为ITU-T VCEG组织和ISO/IEC MPEG组织联合制定的最新视频编码国际标准,在近年来已经在学术界和工程界得到深入研究,并开始引入实际应用领域。本文着眼于当前视频压缩编码标准的发展和适合于丢包网络的视频标准,分析了新一代网络视频通信的要求,对H.264解码器端的误码掩盖技术,提出了自己的误码掩盖算法,纵观全文,主要有以下内容:首先概括地描述了丢包网络,包括因特网以及无线网络的系统架构和急需解决的问题,介绍了信号在传输中差错的分类,几种解码器后向误码掩盖算法。接着又对常用的Intra帧空域掩盖以及Inter帧的时域掩盖作了分析,讨论了误码的错误检测方法。研究了Xin.Li的LMS滤波器误码掩盖算法,该算法认为图像是局部平稳高斯过程,通过最大后验估计进行点序列预测,恢复出误码像素。本文根据其多方向扫描补偿以及图像局部平稳的建模思想,提出了一种有效的边缘检测LS掩盖算法。针对视频流中的Intra帧,应用Sobel算法和均方值算法对误码图像进行边缘检测,判断出误码点中是否有边缘经过。其中Sobel算法适用于低误码率情况,均方值算法则适用于高误码率情况。经过边缘检测,我们对不含有边缘的像素点,采用线性插值的算法;对于含有边缘的像素点,采用最小二乘(LS)算法,利用周围的像素点,建立最小二乘滤波器模型,然后通过多方向的扫描方式以及调整各方向的权值系数,利用各方向预测值加权求和的方法,得出最终预测值。通过改进,本文算法比Xin.Li算法的复杂度要低,有了更高的图像恢复质量。最后描述了H264解码器的结构以及解码的详细流程,针对Intra帧以及Inter帧,介绍了SI以及BMA两种算法。在x264的解码器加入了SI和BMA的差错掩盖方法,结合本文前面章节讨论的边缘检测LS掩盖算法,提出一种改进的误码掩盖算法。通过三种算法的互补和结合我们得到改进的算法。这种改进的算法不依赖于编码器的信息也不增加很多计算复杂度。尤其在运动剧烈和场景转换的时候,仿真结果的主客观质量与原来算法相比有显著提高。
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