H.264帧间错误隐藏的运动矢量恢复

针对视频传输中宏块受损引起的视频质量下降问题,兼顾隐藏效果和计算复杂度,采用交错的加权二次隐藏方案对边界匹配算法进行改进,有选择性地引入运动估计过程,并通过设定阈值,在预测块的边界匹配误差过大时采用8×8子块相关性隐藏模式。实验结果表明,采用改进算法,峰值信噪比平均提高1dB左右,解码的视频质量得到明显改善。     

针对H.264/AVC的时域错误隐藏算法

H.264/AVC采用了新的编码特征工具,充分利用它们能有效地改进错误隐藏的性能。树型结构的可变分块大小运动估计,使得与错误宏块直接相邻的分块数最多可达16个。本文提出一种基于平面拟合的时域错误隐藏算法。通过把与受损宏块直接相邻的每个分块的运动矢量定义为3维空间的一个点,采用平面拟合的方法表征小范围内相邻运动矢量的变化趋势,拟合得到受损宏块的运动矢量实现时域错误隐藏。对多种视频序列的仿真实验结果表明,相对于典型的错误隐藏算法,主观视觉质量和客观质量评价都有一定的提高。     

基于分块模式和双模式叠加的时域错误隐藏

为了减小视频传输中错误的影响,提高解码端重建视频质量,根据H.264/AVC标准的特点,提出了一种基于宏块分块模式预测和双模式叠加的时域错误隐藏方法.方法先对受损宏块进行宏块级运动补偿和残差修复,得到宏块级隐藏结果;然后利用受损宏块邻块分块模式和边缘特点预测受损宏块分块模式,分模式进行子块运动矢量估计和补偿;最后将宏块...     

基于线性插值填充的帧内运动补偿

帧内运动补偿被认为是H.264/AVC中具有潜力的改进方向之一。提出了一种线性插值填充算法来改进帧内运动补偿的编码效率。与Dong等人提出的自适应填充算法相比,线性插值填充能更精确地预测出填充区域内的像素,从而使得帧内运动补偿效率更高。实验测试表明,基于线性插值填充的改进算法可以使帧内运动补偿块数量增加4.58%~84.7%,从而令帧内编码的率失真性能得到提高。     

基于运动物体的时域视频错误隐藏算法

为了减小视频传输中的错误对解码端重建视频质量的影响,提出了一种使用于H.264的基于运动物体的时域错误隐藏算法。分析丢失宏块相邻宏块的运动矢量及灰度值分布,对平坦区域及灰度一致的运动区域先进行错误隐藏,最后对遗漏像素进行隐藏。实验表明,该算法比经典时域隐藏算法提高0.13 dB1.91 dB,能够很好地保持物体形状,减少块效应,提高了恢复质量。     

基于平面拟合恢复运动矢量的错误隐藏算法

针对压缩视频码流在无线信道传输过程中由于运动矢量失配导致重构图像质量的问题,提出了一种基于平面拟合恢复运动矢量的错误隐藏算法。首先,根据H.264视频标准具有多参考帧且相邻宏块间的相关性的特点,通过把与受损宏块直接相邻的每个分块的运动矢量定义为一个点,采用平面拟合方法表征小范围内相邻运动矢量的变化趋势,对受损宏块运动矢量进行重建,然后利用改进的边界匹配函数,选取最优运动矢量对受损图像进行恢复。实验结果表明,该算法不仅避免了AIC算法产生的块效应,而且在不同的RTP丢包概率下,该算法比AIC算法得到的峰值信噪比有0.3~2.5 dB的提升。     

内容指导的自适应时域错误隐藏算法

为了减小视频传输中的错误对解码端重建视频质量的影响,提出了一种使用于H.264的基于内容的自适应时域错误隐藏算法。该算法首先对受损块邻域进行边缘检测,通过对边缘信息的进一步分析来对受损块的宏块模式进行估计,然后根据估计的宏块模式对受损块进行重建。实验表明,该算法能更好地适应丢失块内存在运动目标的情形,差错隐藏效果明显。     

一种改进的H.264运动估计信息隐藏算法

基于H.264特有的1/4像素精度运动估计,提出一种改进的mH.264运动估计信息隐藏算法.通过修改宏块中每个分割块的最佳匹配位置,利用分割块匹配位置与待嵌二进制信息之间的映射规则,将信息隐藏到分割块的匹配位置中.信息的提取基于解码器中亮度像素内插过程,不需原始视频参与,属于盲提取机制.实验结果表明,改进的H.264运动估计信息隐藏算法在不明显降低视频质量的前提下提高了隐藏容量,降低了系统开销,具有较高的整体性能.     

快速自适应运动估计算法

为降低H.264中运动估计的复杂性,通过对自然图像序列的分析,提出了一种基于块的运动特征的快速自适应搜索算法。该算法充分利用视频序列中当前块的运动状态,根据不同块的运动情况合理选择运动搜索模板。实验表明,该算法在保证重构图像质量的前提下,编码速度有了显著提高,保证了实时应用的要求。     

H.264的差错控制与错误隐藏技术研究

针对无线应用中的传输错误和IP网络拥塞导致的视频数据包丢失,H.264采用了一系列的技术。介绍了H.264所使用的差错控制和错误隐藏技术,重点讨论了基于灵活宏块重排（Flexible Macroblock Ordering,FMO）的差错控制技术,及基于整帧丢失的帧拷贝（Frame Copy）和运动矢量拷贝（Motion Copy）错误隐藏技术和基于宏块丢失的帧内隐藏和帧间隐藏技术。在此基础上,利用ITU-T的误码模型（Error Pattern）对H.264的差错隐藏的性能进行了仿真,并对错误隐藏的效果进行了定量分析。     

基于子块运动估计补偿的视频误码块掩饰

视频数据在传输过程中存在着信道误码或丢包等现象,为了达到提高视频误码掩饰的目的,可利用子块运动估计方法,预测出在时间方向上的相关信息,通过运动补偿进行误码掩饰,同时为了消除子块补偿的边缘效应,进一步利用重叠块运动补偿方法以提高掩饰效果。     

基于Newton-Thiele有理插值的误码隐藏

低速率的视频传输必然要求对视频信号进行高效压缩,而高效压缩后的视频码流对传输中产生的误码非常敏感.一旦传输中出现了误码,不仅影响该误码数据的恢复,还会影响与之相关的其他数据的恢复,造成误码扩散,误码隐藏是解决这个问题的一种有效方法.在对最新视频压缩标准H.264研究的基础上,针对H.264中相邻运动矢量具有高度相关性的特性,提出了一种基于Newton-Thiele型有理插值的误码隐藏算法,仿真结果显示,提出的误码隐藏算法可以有效地改善解码图像的视觉质量,并且能够满足实时视频传输的要求.     

可分级视频编码中整帧丢失差错隐藏算法的研究

详述了基于H.264/AVC的可分级视频编码扩展SVC中的四种针对整帧丢失的差错隐藏算法.对这四种方法进行了实验仿真,并根据实验结果对这四种差错隐藏算法的性能和复杂度进行了理论分析和对比.     

基于可变尺寸块运动矢量恢复的H.264时域差错掩盖算法

针对H.264帧间预测编码的新特点,提出了一种基于可变尺寸块运动矢量恢复的时域差错掩盖算法。该算法首先利用相邻宏块编码模式的相关性,根据周围宏块的编码模式判断受损宏块的编码模式及运动矢量恢复的宏块划分方式,分别对各个划分的子块进行运动矢量的恢复;然后利用相邻块运动矢量参考帧的相关性,根据相邻块运动矢量的参考帧确定匹配使用的参考帧;最后采用边缘失真匹配方法恢复运动矢量。实验结果表明,该算法同传统的差错掩盖算法相比,由于支持不同尺寸块运动矢量的恢复,因此,算法对差错信号能够获得更好的恢复效果。     

H.263视频编码流的时域错误掩盖

当H．263编码视频流在Internet上传输时，很容易受到信道错误的影响而丢失数据，由于数据的丢失不但会影响当前帧，还会连续传递到以后的解码帧，而导致图象质量的严重恶化，因此必须采用一定的措施来消除这种影响。目前较常用的错误掩盖算法是时域掩盖算法，而时域掩盖算法是利用参考帧来恢复当前帧损坏的图象数据，其计算较复杂，为此，提出了一种基于块匹配原则的时域掩盖算法，同时用三步搜索代替完全搜索来降低算法的计算复杂性，模拟结果显示，该算法由于能够在很短的处理时间内，获得较好质量的图象，因此能适应于视频会议等实时应用的要求。     

一种基于H.263的混合错误掩盖方法

由于通信系统信道不可避免地存在噪声，传输数据流必然存在误码，特别是在H．263的视频码流中，即使一个比特的错误，常会影响一个区域的图像不能正确解码，且错误还会扩散到后续数帧图像，从而导致解码图像质量的严重恶化。该文在对现有的错误掩盖方法分析的基础上，提出了一种混合错误掩盖方法，它能根据运动向量的大小，自适应地采用空域掩盖算法或时域掩盖算法。该方法既考虑了图像的空间相关性，又考虑了时间相关性。模拟实验结果表明，采用该方法既改善了解码图像的质量，又降低了实现的复杂性，能够满足一定的适时处理要求。     

H.264帧间块模式选择与快速运动估计算法

该文提出了一种基于H.264的快速运动估计算法。首先,基于当前宏块的纹理特征和局部运动性选择一组有效的预测块模式;其次,基于运动矢量的时空相关性建立一个预测运动矢量集合;最后,采用六边形模板和正方形模板进行运动搜索。另外,在匹配搜索过程中采用提前终止技术,进一步减少计算量。实验结果和分析表明,该算法能够显著提高运动估计的搜索速度,而图像质量和比特率只有少量变化。     

3G对话式视频业务中H．264／AVC的容错策略

3G通信技术的出现使对话式无线视频业务成为可能，而且最新的3GPP／3GPP2标准要求3G终端支持H．264／AVC视频编解码技术，但由于无线网络传输的误率高，因此必须为3G对话式视频业务提供相关的容错技术；同时由于硬件的限制，3G终端只支持部分H．264／AVC的容错工具。针对上述问题，根据3GPP／3GPP2标准，在对H．264／AVC中的各种容错工具在基于分组交换的3G对话式视频业务中的适用性进行分析的基础上，给出了一些实用性的容错方案。这些容错方案的性能经过一般测试条件测试，实验结果表明，能够得到比较满意的纠错效果。同时通过对各种实验数据的分析可见，在这种低带宽、高误码率的环境中，若编码时采用复杂度低的FMO方式，再辅以合适的帧内编码块刷新模式，则可以充分利用帧内宏块的空间相关性，以便在有限的带宽内能得到更好的纠错能力。     

一种适用于H.264的时域差错掩盖改进算法

视频压缩码流在信道传输时 ,由于受到信道带宽或者稳定性的影响 ,容易发生数据的损坏或者丢失 ,这样不仅会对当前的视频帧产生影响 ,而且差错会延续到随后的视频帧 ,因此 ,需要采用某种技术来降低差错的影响。针对这一问题 ,在对最新视频压缩标准 H.2 6 4研究的基础上 ,基于 H.2 6 4标准的框架 ,对已有的差错掩盖算法进行了改进 ,提出了适合 H.2 6 4编码标准的时域子块匹配差错掩盖算法。该算法首先采用 8× 8的子块代替 16× 16的宏块 ,作为差错掩盖的运算单元 ,然后对不同的子块采用不同的边界像素 ,利用边界匹配算法 ,并通过改进的 1/ 4像素精度菱形搜索法在参考帧内找到最佳匹配块。实验结果证明 ,由于该算法有效地利用了 H.2 6 4压缩码流里的信息 ,因此 ,同传统的时域差错掩盖算法相比 ,对差错信号有更好的恢复效果。     

容错视频编码与传输技术研究

随着无线网络和多媒体技术应用的广泛和深入,在不可靠信道上传输视频的需求日益增长,视频编码和传输中的错误控制问题已经引起了广泛关注.本文全面回顾了过去10多年来的容错编码与传输技术,包括基于编码端的容错、基于解码端的差错掩盖以及信源信道联合编码.此外还对最新的视频编码标准H.264/AVC的容错工具进行了介绍并展望了容错视频编码与传输技术的发展方向.