H.264/AVC错误恢复新技术

随着无线视频和网络视频的兴起,视频传输的健壮性问题越来越突出,视频编码的抗误码性能研究成为近年来研究的热点之一.最新的视频编码标准H.264/AVC采用了一系列的错误恢复措施,本文主要介绍其中3个新的:FMO(灵活的宏块排序),RS(冗余片)和参数集;并通过实验讨论其优良的抗误码性能.     

一种基于Internet信道的增强H.26L鲁棒性的方法

为了提高典型Internet信道条件下H．26L帧内编码宏块的鲁棒性，提出了一种新的方法。在编码端按适当的判断策略为部分帧内编码宏块提供了运动向量，同时结合对数据包的不均等保护机制，使得解码端对帧内编码宏块的时域错识掩盖能力大大增强。实验结果表明，该方法使H．26L视频流具有更强的误码抵抗能力。     

一种基于空域隐藏的图像恢复改进算法

绝大多数视频图像在传输过程中皆要进行混合压缩编码,这种以去掉大量空间性和时间性冗余信息为手段的编码方式将导致解码发生一系列错误,急剧影响恢复后的图像质量.针对这种情况,本文提出了一种改进的基于空域错误隐藏的图像恢复算法,该算法利用已正确接收的邻近宏块的像素值,对当前宏块边缘进行综合分析,运用方向插值算法和五点插值算法计算出宏块内边缘和平坦区域的像素值,从而对直接解码恢复出的像素值进行矫正.从实验结果来看,该算法恢复出的图像质量的PSNR值和计算复杂度皆优于传统双线性插值法和五点插值法.     

基于H.264的内容自适应空域误码掩盖算法

针对视频传输中的丢包,空域误码掩盖技术使用丢失像素的相邻信息在解码端对它进行恢复。为了提高算法恢复的准确性,该文提出了一种内容自适应的H.264空域误码掩盖算法。该算法根据受损块的边缘像素和编码模式信息,将其内容分为平滑块和边缘块:对于平滑块采用双线形插值的方法;对于边缘块,则结合其边缘像素与编码模式信息选择较好的插值方向。仿真结果表明,对于多种视频序列和不同宏块丢失率,其性能均稳定地优于H.264标准的算法,在25%宏块丢失率下,恢复视频峰值信噪比相对H.264标准算法提高0.5～3dB。     

基于H.264的内容自适应空域误码掩盖算法

针对视频传输中的丢包,空域误码掩盖技术使用丢失像素的相邻信息在解码端对它进行恢复。为了提高算法恢复的准确性,该文提出了一种内容自适应的H.264空域误码掩盖算法。该算法根据受损块的边缘像素和编码模式信息,将其内容分为平滑块和边缘块:对于平滑块采用双线形插值的方法;对于边缘块,则结合其边缘像素与编码模式信息选择较好的插值方向。仿真结果表明,对于多种视频序列和不同宏块丢失率,其性能均稳定的优于H.264标准的算法,在25%宏块丢失率下,恢复视频峰值信噪比相对H.264标准算法提高0.5～3dB。     

基于图像分割的视频差错复原算法

人们可能更多的注意感兴趣的区域和倾向于对背景的改变不太敏感。根据人眼的这一视觉特性；论文提出了基于图像分割的视频差错复原算法，并实现了支持该算法的H．264编解码器。该算法利用；灵活宏块排序技术对图像帧进行分割，将图像帧分割为前景子图像和背景子图像。与背景子图像相比，对前景子图像按更高图像质量的要求进行编码，并且对对前景子图像的传输进行更有效的保护。实验结果表明，论文提出的基于图像分割的差错复原算法具有良好的容错性能，重建图像的主客观质量良好。     

时空域结合的Ⅰ帧综合差错隐藏方案

为提高视频压缩码流在Internet网络丢包信道中传输的抗误码性能,提出了一种在解码端基于场景判断时域空域相结合的Ⅰ帧综合差错隐藏方案。采用了H.264中灵活宏块顺序模式组织宏块打包数据,在场景判断的基础上利用了帧间信息对Ⅰ帧进行时域差错隐藏,并通过对匹配块的可靠性检测抑制了误码扩散效应;同时改进了传统Ⅰ帧空域隐藏算法,根据丢失块边缘上的梯度预测丢失块的纹理状况,分为平滑、单纹理和多纹理区域进行掩盖。仿真结果表明,对于一般性运动视频,时域空域结合的隐藏算法比空域算法掩盖质量提高2 dB以上。     

基于图像分割的视频差错复原算法

人们可能更多的注意感兴趣的区域和倾向于对背景的改变不太敏感.根据人眼的这一视觉特性;论文提出了基于图像分割的视频差错复原算法,并实现了支持该算法的H.264编解码器.该算法利用;灵活宏块排序技术对图像帧进行分割,将图像帧分割为前景子图像和背景子图像.与背景子图像相比,对前景子图像按更高图像质量的要求进行编码,并且对对前景子图像的传输进行更有效的保护.实验结果表明,论文提出的基于图像分割的差错复原算法具有良好的容错性能,重建图像的主客观质量良好.     

H.264中基于自适应宏块模式选择的误码掩盖算法

新一代视频编码标准H.264/AVC支持多种块模式的运动估计,一个宏块(MB)最多可能有16个运动矢量,这些信息都可用于时域误码掩盖。为此该文提出了一种基于宏块分割模式的时域误码掩盖算法,同时为了减少边界效应,引入了重叠块运动补偿来提高人眼的主观满意度。仿真结果表明:对于不同运动程度的序列和宏块丢失率,该算法的性能优于传统算法。当宏块丢失率为20%时,该算法恢复的视频峰值信噪比(PSNR)较传统算法可提高0.9~1.2 dB。     

DCT域下采样中的宏块变换算法的研究

针对视频转码的下采样过程中，因P帧中包含帧内宏块而需要在多宏块合成中对不同宏块编码方式进行转换的问题，提出一种DCT（Discrete Cosine Transform）域下的可行算法。该算法通过在DCT域下完成对参考帧的部分解码，实现帧内宏块和帧间宏块相互转化，从而高效地解决因下采样过程中多个宏块合成而导致的宏块编码方式冲突问题。     

H.264的网络传输适应性解决方案

文章对最新的视频编码标准H.264在网络友好性和容错性方面的解决方案作了全面的剖析.首先简要地回顾了它从先前标准中继承的技术,如数据分割等,随后重点介绍了H.264特有的几个创新技术以及它们在抗误码方面的不俗表现.     

基于视觉显著度的H.264冗余片编码技术

针对现有显著度模型不能同时兼顾快速运动场景和慢速运动场景的问题,对显著度模型建模方法中的运动特征提取算法进行改进,提升运动显著度子图的精确性。在此基础上,考虑到人眼视觉系统对图像局部内容更关注的特点,将改进的显著度模型用于H.264视频的冗余片编码技术中,对图像中人眼关注的区域进行冗余片编码,从而提高视频流的传输容错能力。实验结果表明,该技术在丢包网络中能明显提高解码图像的主客观质量。     

一种对信道差错鲁棒的多描述编码算法

结合过完备小波变换和凸集投影集(POCS)算法，提出了一种对信道差错鲁棒的多描述编码算法．该算法在编码器端采用过完备小波变换来引入冗余，并通过量化比例因子来调整编码中的冗余度；在解码器端使用POCS算法来重建图像．实验表明，该算法在删除信道中具有非常优良的性能，它不仅能利用冗余的小波变换系数来提高中心解码器的性能，还能利用冗余小波变换系数来克服信道差错．     

附加可变尺寸运动估计的FGS视频编码

基于增强层运动估计的精细粒度伸缩编码(FGS),可以在整体上提高常规FGS编码的效率·但在低码率段,编码效率还有待进一步提高·提出了一种基于附加可变尺寸运动估计的FGS视频编码框架,在基本层运动估计部分附加了可变尺寸运动估计来改善常规运动估计的效果·同时在FGS编码中引入了基于宏块的参考帧选择技术和增强层的目标码率比例截断法·仿真实验表明,这种编码方法提高了低码率段的编码效率,在整个增强层码率范围内都优于传统的FGS编码·     

分布式视频压缩感知中基于边信息及其支撑集的稀疏重构

文中提出了一种基于边信息及其支撑集的分布式视频压缩感知重构方案,它是建立在压缩感知和分布式视频编码理论的基础上,具有终端简单、采样/编码复杂度极低的特点.在该重构方案中,首先利用边信息构造当前（非关键）帧的冗余字典,为压缩感知重构提供稀疏表示方法;然后利用边信息估计的信号像素值和支撑集,辅助当前帧稀疏重构,提出了一种基于交替方向乘子的迭代算法以实现该重构优化问题的求解.实验结果表明,该重构方案能够获得较好的采样率和失真性能,主观图像质量也有所提高.     

一种基于空时域相关性的HEVC帧间预测模式快速决策算法

为了减小高性能视频编码（high efficiency video coding,HEVC）的复杂度,提出一种基于四叉树结构类型分析的帧间预测模式快速决策改进算法。一方面,统计并分析空时域相邻编码单元（coding unit,CU）和 CU 深度之间的相关性,确定其深度遍历区间,跳过一些冗余 CU 的分割,从而减少 CU 深度划分的复杂度;另一方面,通过分析遍历区间内 CU 的运动特征和预测单元（prediction unit,PU）模式特性,确定不同运动特征所对应的 PU 模式,减少所需遍历候选 PU 模式的数量和所需要进行的率失真代价计算的数量。与 HM14．0相比,采用该算法的 HEVC 编码器在输出比特率增加很小的情况下,平均编码时间降低了46．9％,而编码后的视频质量基本不变。     

基于H.264的多描述视频编码方案以及整帧丢失的误码掩盖

为增强视频传输的稳健性和提高视频传输的质量,提出了一种基于H.264的多描述视频编码方案以及整帧丢失时的误码掩盖方案。该方案在编码器端编码之前进行必要的预处理工作,利用标准的H.264编码器产生多描述码流及相关的编码信息,在解码器端解码之后进行必要的后处理,再根据接收到的编码信息进行多路视频的加权合成以得到较好的视频质量。整帧丢失时的误码掩盖方案利用其他描述正确解码的相应帧进行替换的方法,误码掩盖之后进行视频加权合成。实验结果证明该方案在各种条件下均取得了相当大的增益,特别是当2路视频质量相差较大时,增益可以达到2.38 dB,在发生整帧丢失的时,也有几个dB的增益。     

基于M-QAM和UEP的无线可伸缩视频联合优化传输

可伸缩视频编码可以根据信道波动的情况传输部分码流获取较低的视频质量以适应无线信道的波动。该文在满足信道传输速率的约束条件下,给出了率失真意义下联合优化多进制正交调幅子信道分配、可伸缩视频编码的传输层数以及各层的信道编码保护级别的视频传输算法。实验结果表明,在加性高斯白噪声信道下,与等重保护且不考虑多进制正交调幅子信道差异的机制相比,该传输方案能够取得平均1.5~2dB的解码增益,显著提高了可伸缩视频码流无线传输的鲁棒性。     

基于Gabor字典的低速率视频编码

针对匹配跟踪冗余信号分解的视频编码器搜索最佳匹配误差结构的原子函数时,实现所需运算量复杂的问题.提出基于可分离Gabor字典的匹配跟踪算法,利用一种改进的最佳时频原子搜索策略,使实现算法的计算量显著下降.实验结果表明,在保持原有编码性能的基础上,该算法在视频编码应用中有效地降低了算法复杂度.