本文關鍵詞：視頻容錯編碼與錯誤隱藏算法研究

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【摘要】：視頻編碼傳輸技術在數(shù)字電視、安防系統(tǒng)、視頻會議、遠程醫(yī)療等方面廣泛應用,是各國科研機構和學者們關注的熱點課題。近幾年網上多媒體內容激增,而網絡無法同時保證帶寬和延時,因此視頻編碼和傳輸系統(tǒng)需要應對丟包導致的解碼端圖像失真。而HEVC、三維視頻等新技術的發(fā)展也為視頻傳輸帶來了新的挑戰(zhàn)。在這樣的背景下,本文對視頻容錯和錯誤隱藏算法進行深入研究。具體研究內容包括：(1)針對現(xiàn)有冗余編碼算法生成冗余的機制較為簡單,無法適應惡劣的網絡環(huán)境和多變的視頻內容的問題,提出了一種自適應冗余申請、編碼模式與參數(shù)選擇、量化系數(shù)調整和錯誤擴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數(shù)量冗余幀編碼策略,來實現(xiàn)自適應的冗余申請。然后根據(jù)不同幀的率失真特性對于量化系數(shù)進行調整,以優(yōu)化碼率和冗余分配。最后改進了冗余編碼的結構和模式,并提出了其統(tǒng)計模型以提高該方法的效率。(2)針對缺乏在易錯信道上有效保護HEVC視頻傳輸?shù)姆椒ā⒁约艾F(xiàn)有多假設編碼算法無法適應多變的網絡狀態(tài)的問題,提出了基于編碼單元級的自適應多假設編碼的HEVC容錯編碼算法。該方法充分利用了HEVC中的容錯機制,提出了一種編碼單元級別的具有靈活的參考幀、假設數(shù)量、編碼模式、權重系數(shù)和編碼樹結構的自適應多假設編碼機制,同時分析了其失真衰減機制。(3)針對丟包和延時過長造成的視頻信息缺失影響三維視頻傳輸?shù)暮铣梢朁c質量的問題,提出了一種針對合成視點端對端率失真優(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于虛擬視點的影響,提出了一種合成視點端對端失真計算方法。然后利用其指導視頻和深度圖的冗余編碼以生成描述。并根據(jù)其調整深度圖的量化系數(shù),以優(yōu)化深度圖的編碼效率。(4)針對現(xiàn)有容錯算法的容錯機制單一、以及在失真估計和冗余分配上存在不足的問題,提出了基于內容分析的容錯編碼算法,自適應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)化端對端失真估計。接著通過分析不同容錯機制的統(tǒng)計特征,提出其在幀級的集成策略。然后使用基于運動以及紋理等內容信息的冗余分配策略來優(yōu)化率失真性能。(5)針對已有錯誤隱藏算法較多針對傳統(tǒng)單描述編碼碼流的問題,提出了一種低復雜度的空域多描述編碼錯誤隱藏算法。該方法利用像素差異性和殘差能量來估計像素和運動差異性,以此對丟失宏塊分類,進而選擇不同的錯誤隱藏策略進行恢復。
【關鍵詞】：視頻編碼 容錯編碼 錯誤隱藏 三維視頻 宏塊刷新 冗余編碼 參考幀選擇 多假設編碼 多描述編碼 端對端率失真優(yōu)化 H.264 HEVC
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 國內外研究現(xiàn)狀16-32
• 1.2.1 視頻編解碼技術與標準16-21
• 1.2.2 視頻容錯編碼算法21-30
• 1.2.3 視頻錯誤隱藏算法30-32
• 1.3 本文研究內容和章節(jié)安排32-36
• 1.3.1 研究內容32-33
• 1.3.2 章節(jié)安排33-36
• 第二章 基于自適應容錯編碼模式和參數(shù)選擇的冗余編碼算法研究36-58
• 2.1 引言36-40
• 2.2 自適應冗余幀編碼40-43
• 2.3 率失真統(tǒng)計模型43-47
• 2.4 幀級編碼參數(shù)優(yōu)化47-49
• 2.5 容錯編碼模式與參數(shù)選擇49-51
• 2.6 實驗結果與分析51-57
• 2.6.1 實驗條件51
• 2.6.2 實驗結果與分析51-57
• 2.7 本章小結57-58
• 第三章 基于增強的多假設運動補償?shù)腍EVC容錯編碼算法研究58-74
• 3.1 引言58-60
• 3.2 基于率失真優(yōu)化的多假設編碼模式選擇60-62
• 3.3 計算當前幀失真D_162-65
• 3.4 估計后續(xù)幀失真D_265-67
• 3.5 實驗結果與分析67-72
• 3.5.1 實驗條件67-68
• 3.5.2 實驗結果68-71
• 3.5.3 編碼參數(shù)分析71-72
• 3.6 本章小結72-74
• 第四章 基于合成視點端對端質量優(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 視點合成76-79
• 4.2.1 攝像機模型76-78
• 4.2.2 三維變換78-79
• 4.3 端對端合成視點失真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 實驗結果與分析86-90
• 4.5.1 實驗條件86-87
• 4.5.2 實驗結果與分析87-90
• 4.6 本章小結90-92
• 第五章 基于可靠性跟蹤、容錯機制選擇和內容分析的容錯編碼算法研究92-110
• 5.1 引言92-95
• 5.2 可靠性跟蹤95-97
• 5.3 集成幀內宏塊刷新的機制97-98
• 5.4 集成參考幀選擇的機制98-100
• 5.5 冗余幀機制100-102
• 5.6 基于內容的冗余編碼102-104
• 5.7 本章算法流程104
• 5.8 實驗結果與分析104-108
• 5.8.1 實驗條件104-105
• 5.8.2 實驗結果105-108
• 5.9 本章小結108-110
• 第六章 空域多描述編碼的錯誤隱藏技術研究110-126
• 6.1 引言110-113
• 6.2 空域多描述編碼的錯誤隱藏113-118
• 6.2.1 像素差異性失真估計114-115
• 6.2.2 運動差異性失真估計115-117
• 6.2.3 基于區(qū)域特征劃分的恢復策略選擇117-118
• 6.3 幀編碼空域錯誤隱藏機制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121
• 6.4 實驗結果與分析121-125
• 6.4.1 實驗條件121-122
• 6.4.2 實驗結果與分析122-125
• 6.5 本章小結125-126
• 第七章 總結與展望126-130
• 7.1 文總結126-128
• 7.2 展望128-130
• 參考文獻130-144
• 攻讀博士學位期間的主要研究成果144-14

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本文編號：926881