H.264视频码流时域误码掩盖技术研究

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在第三代移动通信中,视频通信业务成为3G应用的一个亮点,如何提供低比特率传输的高质量视频是众多学者研究的新课题。 在低比特率无线视频通信中传输的视频流,通常采用H.264/AVC进行高效压缩,而高效压缩后的视频流对传输中产生的误码非常敏感,一旦传输中出现误码,则解码重建的图像质量将严重下降。 其误码不仅影响当前帧的恢复,还会影响后续帧的恢复,造成误码扩散。 由于在无线视频通信中需要节省传输带宽,本文将QCIF图像打成两个RTP包模拟在第三代移动通信网络中进行视频传输,以便充分利用网络的带宽资源。 但由于无线信道的突发误码、丢包等特性,在传输过程中往往会发生一个或连续两个包的丢失,从而导致半帧或者整帧视频数掘的丢失。 为了恢复高质量的解码重建图像,本文提出了整帧图像和半帧图像丢失情况下的误码掩盖算法,即采用改进的基于光流方程掩盖丢失的整帧图像和采用基于4×4子块时域方法掩盖丢失的半帧图像。 H.264作为新一代视频压缩编码标准,不仅在压缩性能上得到显著提高,其网络亲和性与抗误码能力也更显优势。本文在简要介绍H.264标准之后,重点研究基于解码端的误码掩盖算法。 首先,回顾了视频编码技术的发展以及国内外误码掩盖技术的研究成果,总结了时域、空域以及自适应时空结合误码掩盖技术; 其次,深入分析了H.264标准草案测试模型JM86中的时域误码掩盖算法,并对测试模型JM86中的时域误码掩盖算法进行改进,提出了整帧图像和半帧图像丢失情况下的时域误码掩盖算法: 最后,在3G通用测试环境下验证本文提出算法的可行性。 实验表明,本文提出的算法比传统的时域误码掩盖方法有较好的图像重建质量,主观视觉效果较好,在平均丢包率为3%时,PSNR比JM86掩盖方法平均提高2dB,且算法复杂度不高。本文提出的算法能应用于低比特率实时无线视频通信中,如移动、固定IP网络等。
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