分布式多视点视频编码容错传输研究

在分布式多视点视频编码(Distributed Multi-view Video Coding, DMVC)数据传输过程中,编码方式不同导致K帧与WZ帧受信道误码影响也不相同,因此本文提出了一种DMVC整体容错传输框架,针对K帧及WZ帧特性设计了不同的容错保护传输方案并进行有效融合。针对于K帧的容错传输问题,首先根据左、右相邻视点的对应K帧,利用DIBR算法产生的空间边信息对丢失块进行初始修复;然后根据K帧同一视点内的相邻已解码帧,生成它的时间参考帧,对K帧的丢失块进行重修复。针对WZ帧的容错传输问题,本文提出了基于不等错误保护(Unequal Error Protection, UEP)的编码算法,根据不同频带的各个比特面的重要性不同,对低频带、高比特面进行更加合理的码率分配,在不增加编码端复杂度的前提下提高了WZ帧的误码容错性能。实验结果表明：在K帧和WZ帧均出现丢包的情况下(丢包率为5%~15%),相比K帧采用传统的帧内错误隐藏加WZ帧采用参考文献码率的算法,本文方案对视频序列重建图像的BD-PSNR平均提升了2.39~4.68 dB,且随着丢包率的增加,提升效果更加显著。     

一种基于模糊聚类的视频帧内差错掩盖

当视频传输中出现不能恢复的误码或丢包时,在接收端就要使用误码掩盖技术对损坏的视频进行掩藏。文中提出了一种基于模糊聚类的多特征量软判决误码掩盖方法,使得错误恢复效果提高。提出的算法主要分两个步骤:首先通过选择特征量对丢失块和周围相邻的块进行聚类分析,找出和丢失块相似的块,然后根据相似块的分布情况对丢失块进行掩盖。     

基于LDPC码不均等保护的H．264抗丢包算法

根据H．264的数据分割信息对信道误码的不同敏感度,结合LDPC编码,对H．264码流进行不均等错误保护,即对码流中重要等级高的数据,采用高码率,抗误码性能更好的LDPC编码传输,以提高H．264抗丢包算法的性能。仿真结果表明：由于同时考虑了信源,信道特性．提高了视频码流的鲁棒性。     

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。     

面向IP网络的多视点立体视频的实时容错传输

提出了一种在IP网络上实时传输多视点立体视频的传输系统.视频流采用H.264/AVC格式编码.由于多视点立体视频庞大的数据量,系统通过2个IP信道分别进行传输.针对网络中的丢包现象,该系统采用一种新的数据包处理方法,利用各个视点之间的相关性进行丢失数据恢复.提出了一种多视点立体视频错误掩盖的算法,用来解决IP网络传输中的丢包问题.实验结果表明了该多视点立体视频传输系统的可行性.     

丢包网络中鲁棒的视频码率控制算法

在率失真统计分析的基础上，提出了一种丢包网络中联合控制图像级量化参数和最佳宏块编码模式选择的优化算法．该算法克服了以往码率控制方法和误码复原技术互不关联的弊病，利用Lagrange数乘理论，在给定的受限码率下求得最优的图像量化参数和帧内刷新率，使得视频信源编码和信道传输总失真最小．实验结果表明，本算法能够获得比传统算法更高的性能增益．     

基于敏感度的H.264视频容错编码算法

针对视频图像传输中数据丢失和误码而导致的图像质量下降问题,结合灵活宏块排序（FMO）技术和冗余编码的优缺点,提出了一种基于错误敏感度的H.264冗余片编码算法。该算法首先确定运动敏感区域中的错误敏感宏块,然后利用 FMO 自定义模式进行冗余编码。仿真测试结果表明,该算法能够有效提高视频码流的抗误码能力,重构图像的主观和客观质量有明显提高。     

基于自适应冗余数量和参数估计的容错编码

针对视频流在通过易错信道传输时丢包和延时导致的降低接收端的视频质量问题,为了提升视频流的容错性能,提出了一种快速容错编码策略,对每个主要帧自适应地编码多个冗余帧,并且进一步提出了快速多冗余帧数量计算的方法.利用实验数据得到失真和码流消耗的函数,使用编码参数来快速估计率失真代价值,进而根据失真模型对具有不同冗余帧计数的冗余帧的编码参数进行限制.由于序列相邻帧的特征具有相似性,因此使用临近帧的编码参数及失真和码流消耗对统计模型进行更新.最终通过利用失真和码流消耗的统计模型,分析冗余帧数量对总体端对端率失真代价的影响,以此选择优化的冗余帧数目和编码参数.实验结果表明:该算法与自适应调整编码参数的冗余帧编码的算法相比,峰值信噪比平均提高约1dB,具有更好的端对端视频传输质量.     

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。     

IP视频通信中的自适应错误掩盖算法

利用低码率视频压缩标准(例如H．261、H．263)编码的视频数据在互联网上传输时，丢包将导致图像质量急剧恶化，文中建议了一种新的错误掩盖方法以弥补丢包对图像质量的影响。该方法针对每一个丢失宏块，根据其相邻区域的运动特征自适应地选择时域掩盖算法和空域掩盖算法，从而弥补了单纯使用一类错误掩盖法的缺点，与其他错误掩盖方法的RSNR值比较，该方法能够达到更好的图像质量，适应于视频会议和远程教育等实时应用的要求。     

基于 3D 相邻区域宏块相关性的多视点视频快速编码算法

针对多视点视频编码的高复杂度,提出一种利用相邻宏块编码信息的相关性进行编码的快速算法。利用多视点视频相邻宏块率失真代价分布的相关性,对当前宏块进行SKIP模式下的提前判决;根据视点间、时间和空间相邻区域运动矢量差值对当前宏块运动类型进行快速分类;针对不同的运动类型调整搜索范围,选择相应尺寸大小的编码模式。通过对具有不同运动特性的多视点视频编码性能测试,结果表明,相对于联合多视点视频模型（joint multi view video model,JMVM）遍历模式,在增加0．75％输出比特率和降低0．04 dB峰值信噪比的情况下,该快速编码算法能平均减少66％的编码时间。     

联合信源信道编码的分级编码视频网络传输

提出了在丢包网络传输过程中,针对精细粒度分级编码(FGS)视频流存在的数据重要性差异,利用前向纠错编码(FEC)对视频流提供非均匀保护.考虑采用一致的信源信道联合统计率失真模型作为约束,根据信道的传输带宽和平均丢包率,联合优化信源编码码率和非均匀FEC编码码率的分配.该方法应用于丢包网络的视频传输,可以根据网络传输条件的变化,自适应地分配信道编码码率,提高信道带宽利用率,增强视频的传输质量.仿真结果表明,所提方法对不同的信道条件具有较好的适应性,并且能够有效地提高视频传输的鲁棒性.     

基于H.264/AVC的一种改进的空域错误隐藏算法

针对视频码流在信道传输中容易出错而导致视频质量降低的问题,提出一种改进的空域错误隐藏算法。首先采用Sobel算子对丢失宏块周围四个相邻块的像素点进行边缘检测,将检测到的梯度方向量化为8个方向,然后通过边缘的方向熵自适应判断采用双线性插值法或基于边缘检测的方向加权插值错误隐藏算法。实验结果表明,该算法与参考算法相比,在不同丢包率情况下图像质量均有较明显的改善。     

基于H.264的数据分割和不等差错保护方案

为改善H．264码流在无线信道中传输的误码鲁棒性,提出一种新的数据分割抗误码方案．该方案利用无线信道反馈信息,预测信道丢包率,并判决对视频编码层（VCL）的数据是否进行数据分割．在高误码环境下,采用码率自适应删余卷积码（rate-compatible punctured convolution code）对分割后的数据区进行不等差错保护．仿真表明,算法具有较好的抗误码鲁棒性,有效地降低编码冗余,提高了编码效率．     

基于视频分析的可分层的容错编码算法

为了改善传统视频编码器在无线网络传输条件下的容错性能,并减轻由于丢帧引起的误差传播效应,基于经典的视频分析概念和理论,提出了一种新的视频容错算法。该技术参照视频分析中关键帧搜索理论,结合视频容错的特点和实际网络传输条件,在不改变码流结构的情况下,是一种适合无线网络传输的可分层的视频容错编码算法。通过H.263编解码器的试验证明:所提出的算法可以很好地缩短由无线传输丢包引起的误差传播范围,从而得到比较好的视频主客观评价效果。     

基于数据隐藏的H.264视频传输抗误码方法研究

针对如何改善H.264无线视频传输抗误码性能,提出了一种基于数据隐藏的H.264视频传输I帧误码恢复方法。该方法在编码端自适应地提取I帧宏块的重要数据,并将提取的重要数据隐藏到下一帧RTP报文的扩展头部,然后在解码端提取重要数据并采用空时自适应算法对I帧进行误码恢复。实验结果表明,该方法相比于同类方法显著提高了I帧的误码恢复效果。     

实时H.264视频流的低密度生成矩阵不等差错保护

在有损网络中进行视频传输时,通常采用FEC来保护视频码流。文中提出了一种基于LDGM-UEP的实时H.264视频传输抗误码方法。发送端编码时,依据视频分组的重要性采用LDGM码对多个视频帧分组进行不等差保护,由于校验分组直接附加在数据分组之后,无编码时延。接收端对I帧直接译码,P帧只需根据子GOP中某一帧分组就可以解码显示该帧。若该帧出现误码,则不需等待子GOP中的所有分组都接收而直接对该帧进行误码掩盖,无解码时延。在接收端接收到子GOP中后续的分组后,LDGM译码器将尝试恢复出该子GOP的所有分组,防止误码扩散。实验结果表明,该方法明显优于现有的实时H.264视频通信,可提高实时视频传输的主观感受质量。     

采用块匹配的多视点视频编码算法的改进

利用相邻已编码宏块的模式对当前编码宏块的模式选择进行优化,减少部分细化小块的分割及搜索.然后结合传统单视点视频编码中的简化非对称十字型多层次六边形格点搜索,对运动估计搜索算法进行改进.实验表明:在保证其重建视频质量及码率开销的前提下,两种改进算法使不同特性的视频序列的编码时间平均减少78%.     

一种适合低码率无线视频传输的容错编码方法

为在无线网络环境中高效地传输视频,在分析研究新一代视频编码国际标准H.264中SP/S I帧技术的基础上,提出一种SP帧与I帧相结合的抗误码扩散方案.实验结果表明,SP帧与I帧相结合的抗误码扩散方法能有效降低码率,同时提高抗误码性能.