本文關(guān)鍵詞：視頻容錯(cuò)編碼與錯(cuò)誤隱藏算法研究

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【摘要】：視頻編碼傳輸技術(shù)在數(shù)字電視、安防系統(tǒng)、視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程醫(yī)療等方面廣泛應(yīng)用,是各國(guó)科研機(jī)構(gòu)和學(xué)者們關(guān)注的熱點(diǎn)課題。近幾年網(wǎng)上多媒體內(nèi)容激增,而網(wǎng)絡(luò)無(wú)法同時(shí)保證帶寬和延時(shí),因此視頻編碼和傳輸系統(tǒng)需要應(yīng)對(duì)丟包導(dǎo)致的解碼端圖像失真。而HEVC、三維視頻等新技術(shù)的發(fā)展也為視頻傳輸帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。在這樣的背景下,本文對(duì)視頻容錯(cuò)和錯(cuò)誤隱藏算法進(jìn)行深入研究。具體研究?jī)?nèi)容包括：(1)針對(duì)現(xiàn)有冗余編碼算法生成冗余的機(jī)制較為簡(jiǎn)單,無(wú)法適應(yīng)惡劣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和多變的視頻內(nèi)容的問題,提出了一種自適應(yīng)冗余申請(qǐng)、編碼模式與參數(shù)選擇、量化系數(shù)調(diào)整和錯(cuò)誤擴(kuò)散抑制的冗余編碼算法。該方法首先使用了一種靈活的自適應(yīng)數(shù)量冗余幀編碼策略,來(lái)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的冗余申請(qǐng)。然后根據(jù)不同幀的率失真特性對(duì)于量化系數(shù)進(jìn)行調(diào)整,以優(yōu)化碼率和冗余分配。最后改進(jìn)了冗余編碼的結(jié)構(gòu)和模式,并提出了其統(tǒng)計(jì)模型以提高該方法的效率。(2)針對(duì)缺乏在易錯(cuò)信道上有效保護(hù)HEVC視頻傳輸?shù)姆椒�、以及現(xiàn)有多假設(shè)編碼算法無(wú)法適應(yīng)多變的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的問題,提出了基于編碼單元級(jí)的自適應(yīng)多假設(shè)編碼的HEVC容錯(cuò)編碼算法。該方法充分利用了HEVC中的容錯(cuò)機(jī)制,提出了一種編碼單元級(jí)別的具有靈活的參考幀、假設(shè)數(shù)量、編碼模式、權(quán)重系數(shù)和編碼樹結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)多假設(shè)編碼機(jī)制,同時(shí)分析了其失真衰減機(jī)制。(3)針對(duì)丟包和延時(shí)過長(zhǎng)造成的視頻信息缺失影響三維視頻傳輸?shù)暮铣梢朁c(diǎn)質(zhì)量的問題,提出了一種針對(duì)合成視點(diǎn)端對(duì)端率失真優(yōu)化的三維視頻多描述編碼算法。該方法首先分析視頻和深度信息丟失對(duì)于虛擬視點(diǎn)的影響,提出了一種合成視點(diǎn)端對(duì)端失真計(jì)算方法。然后利用其指導(dǎo)視頻和深度圖的冗余編碼以生成描述。并根據(jù)其調(diào)整深度圖的量化系數(shù),以優(yōu)化深度圖的編碼效率。(4)針對(duì)現(xiàn)有容錯(cuò)算法的容錯(cuò)機(jī)制單一、以及在失真估計(jì)和冗余分配上存在不足的問題,提出了基于內(nèi)容分析的容錯(cuò)編碼算法,自適應(yīng)地選擇使用宏塊刷新、參考幀選擇、或冗余幀編碼。該方法首先利用可靠性跟蹤優(yōu)化端對(duì)端失真估計(jì)。接著通過分析不同容錯(cuò)機(jī)制的統(tǒng)計(jì)特征,提出其在幀級(jí)的集成策略。然后使用基于運(yùn)動(dòng)以及紋理等內(nèi)容信息的冗余分配策略來(lái)優(yōu)化率失真性能。(5)針對(duì)已有錯(cuò)誤隱藏算法較多針對(duì)傳統(tǒng)單描述編碼碼流的問題,提出了一種低復(fù)雜度的空域多描述編碼錯(cuò)誤隱藏算法。該方法利用像素差異性和殘差能量來(lái)估計(jì)像素和運(yùn)動(dòng)差異性,以此對(duì)丟失宏塊分類,進(jìn)而選擇不同的錯(cuò)誤隱藏策略進(jìn)行恢復(fù)。
【關(guān)鍵詞】：視頻編碼 容錯(cuò)編碼 錯(cuò)誤隱藏 三維視頻 宏塊刷新 冗余編碼 參考幀選擇 多假設(shè)編碼 多描述編碼 端對(duì)端率失真優(yōu)化 H.264 HEVC
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN919.81;TP309
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第一章 緒論14-36
• 1.1 選題的意義14-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-32
• 1.2.1 視頻編解碼技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)16-21
• 1.2.2 視頻容錯(cuò)編碼算法21-30
• 1.2.3 視頻錯(cuò)誤隱藏算法30-32
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排32-36
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容32-33
• 1.3.2 章節(jié)安排33-36
• 第二章 基于自適應(yīng)容錯(cuò)編碼模式和參數(shù)選擇的冗余編碼算法研究36-58
• 2.1 引言36-40
• 2.2 自適應(yīng)冗余幀編碼40-43
• 2.3 率失真統(tǒng)計(jì)模型43-47
• 2.4 幀級(jí)編碼參數(shù)優(yōu)化47-49
• 2.5 容錯(cuò)編碼模式與參數(shù)選擇49-51
• 2.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析51-57
• 2.6.1 實(shí)驗(yàn)條件51
• 2.6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析51-57
• 2.7 本章小結(jié)57-58
• 第三章 基于增強(qiáng)的多假設(shè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)腍EVC容錯(cuò)編碼算法研究58-74
• 3.1 引言58-60
• 3.2 基于率失真優(yōu)化的多假設(shè)編碼模式選擇60-62
• 3.3 計(jì)算當(dāng)前幀失真D_162-65
• 3.4 估計(jì)后續(xù)幀失真D_265-67
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析67-72
• 3.5.1 實(shí)驗(yàn)條件67-68
• 3.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果68-71
• 3.5.3 編碼參數(shù)分析71-72
• 3.6 本章小結(jié)72-74
• 第四章 基于合成視點(diǎn)端對(duì)端質(zhì)量?jī)?yōu)化的三維視頻多描述編碼算法研究74-92
• 4.1 引言74-76
• 4.2 視點(diǎn)合成76-79
• 4.2.1 攝像機(jī)模型76-78
• 4.2.2 三維變換78-79
• 4.3 端對(duì)端合成視點(diǎn)失真79-82
• 4.4 多描述編碼策略82-86
• 4.4.1 優(yōu)化冗余編碼82-84
• 4.4.2 深度圖編碼優(yōu)化84-86
• 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析86-90
• 4.5.1 實(shí)驗(yàn)條件86-87
• 4.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析87-90
• 4.6 本章小結(jié)90-92
• 第五章 基于可靠性跟蹤、容錯(cuò)機(jī)制選擇和內(nèi)容分析的容錯(cuò)編碼算法研究92-110
• 5.1 引言92-95
• 5.2 可靠性跟蹤95-97
• 5.3 集成幀內(nèi)宏塊刷新的機(jī)制97-98
• 5.4 集成參考幀選擇的機(jī)制98-100
• 5.5 冗余幀機(jī)制100-102
• 5.6 基于內(nèi)容的冗余編碼102-104
• 5.7 本章算法流程104
• 5.8 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析104-108
• 5.8.1 實(shí)驗(yàn)條件104-105
• 5.8.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果105-108
• 5.9 本章小結(jié)108-110
• 第六章 空域多描述編碼的錯(cuò)誤隱藏技術(shù)研究110-126
• 6.1 引言110-113
• 6.2 空域多描述編碼的錯(cuò)誤隱藏113-118
• 6.2.1 像素差異性失真估計(jì)114-115
• 6.2.2 運(yùn)動(dòng)差異性失真估計(jì)115-117
• 6.2.3 基于區(qū)域特征劃分的恢復(fù)策略選擇117-118
• 6.3 幀編碼空域錯(cuò)誤隱藏機(jī)制118-121
• 6.3.1 提取丟失區(qū)域特征119-121
• 6.3.2 丟失區(qū)域恢復(fù)121
• 6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析121-125
• 6.4.1 實(shí)驗(yàn)條件121-122
• 6.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析122-125
• 6.5 本章小結(jié)125-126
• 第七章 總結(jié)與展望126-130
• 7.1 文總結(jié)126-128
• 7.2 展望128-130
• 參考文獻(xiàn)130-144
• 攻讀博士學(xué)位期間的主要研究成果144-14

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