视频容错编码与错误隐藏算法研究

发布时间：2017-09-27 01:24

  本文关键词：视频容错编码与错误隐藏算法研究

  更多相关文章： 视频编码 容错编码 错误隐藏 三维视频 宏块刷新 冗余编码 参考帧选择 多假设编码 多描述编码 端对端率失真优化 H.264 HEVC

【摘要】：视频编码传输技术在数字电视、安防系统、视频会议、远程医疗等方面广泛应用,是各国科研机构和学者们关注的热点课题。近几年网上多媒体内容激增,而网络无法同时保证带宽和延时,因此视频编码和传输系统需要应对丢包导致的解码端图像失真。而HEVC、三维视频等新技术的发展也为视频传输带来了新的挑战。在这样的背景下,本文对视频容错和错误隐藏算法进行深入研究。具体研究内容包括：(1)针对现有冗余编码算法生成冗余的机制较为简单,无法适应恶劣的网络环境和多变的视频内容的问题,提出了一种自适应冗余申请、编码模式与参数选择、量化系数调整和错误扩散抑制的冗余编码算法。该方法首先使用了一种灵活的自适应数量冗余帧编码策略,来实现自适应的冗余申请。然后根据不同帧的率失真特性对于量化系数进行调整,以优化码率和冗余分配。最后改进了冗余编码的结构和模式,并提出了其统计模型以提高该方法的效率。(2)针对缺乏在易错信道上有效保护HEVC视频传输的方法、以及现有多假设编码算法无法适应多变的网络状态的问题,提出了基于编码单元级的自适应多假设编码的HEVC容错编码算法。该方法充分利用了HEVC中的容错机制,提出了一种编码单元级别的具有灵活的参考帧、假设数量、编码模式、权重系数和编码树结构的自适应多假设编码机制,同时分析了其失真衰减机制。(3)针对丢包和延时过长造成的视频信息缺失影响三维视频传输的合成视点质量的问题,提出了一种针对合成视点端对端率失真优化的三维视频多描述编码算法。该方法首先分析视频和深度信息丢失对于虚拟视点的影响,提出了一种合成视点端对端失真计算方法。然后利用其指导视频和深度图的冗余编码以生成描述。并根据其调整深度图的量化系数,以优化深度图的编码效率。(4)针对现有容错算法的容错机制单一、以及在失真估计和冗余分配上存在不足的问题,提出了基于内容分析的容错编码算法,自适应地选择使用宏块刷新、参考帧选择、或冗余帧编码。该方法首先利用可靠性跟踪优化端对端失真估计。接着通过分析不同容错机制的统计特征,提出其在帧级的集成策略。然后使用基于运动以及纹理等内容信息的冗余分配策略来优化率失真性能。(5)针对已有错误隐藏算法较多针对传统单描述编码码流的问题,提出了一种低复杂度的空域多描述编码错误隐藏算法。该方法利用像素差异性和残差能量来估计像素和运动差异性,以此对丢失宏块分类,进而选择不同的错误隐藏策略进行恢复。
【关键词】：视频编码 容错编码 错误隐藏 三维视频 宏块刷新 冗余编码 参考帧选择 多假设编码 多描述编码 端对端率失真优化 H.264 HEVC
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.81;TP309
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第一章 绪论14-36
• 1.1 选题的意义14-16
• 1.2 国内外研究现状16-32
• 1.2.1 视频编解码技术与标准16-21
• 1.2.2 视频容错编码算法21-30
• 1.2.3 视频错误隐藏算法30-32
• 1.3 本文研究内容和章节安排32-36
• 1.3.1 研究内容32-33
• 1.3.2 章节安排33-36
• 第二章 基于自适应容错编码模式和参数选择的冗余编码算法研究36-58
• 2.1 引言36-40
• 2.2 自适应冗余帧编码40-43
• 2.3 率失真统计模型43-47
• 2.4 帧级编码参数优化47-49
• 2.5 容错编码模式与参数选择49-51
• 2.6 实验结果与分析51-57
• 2.6.1 实验条件51
• 2.6.2 实验结果与分析51-57
• 2.7 本章小结57-58
• 第三章 基于增强的多假设运动补偿的HEVC容错编码算法研究58-74
• 3.1 引言58-60
• 3.2 基于率失真优化的多假设编码模式选择60-62
• 3.3 计算当前帧失真D_162-65
• 3.4 估计后续帧失真D_265-67
• 3.5 实验结果与分析67-72
• 3.5.1 实验条件67-68
• 3.5.2 实验结果68-71
• 3.5.3 编码参数分析71-72
• 3.6 本章小结72-74
• 第四章 基于合成视点端对端质量优化的三维视频多描述编码算法研究74-92
• 4.1 引言74-76
• 4.2 视点合成76-79
• 4.2.1 摄像机模型76-78
• 4.2.2 三维变换78-79
• 4.3 端对端合成视点失真79-82
• 4.4 多描述编码策略82-86
• 4.4.1 优化冗余编码82-84
• 4.4.2 深度图编码优化84-86
• 4.5 实验结果与分析86-90
• 4.5.1 实验条件86-87
• 4.5.2 实验结果与分析87-90
• 4.6 本章小结90-92
• 第五章 基于可靠性跟踪、容错机制选择和内容分析的容错编码算法研究92-110
• 5.1 引言92-95
• 5.2 可靠性跟踪95-97
• 5.3 集成帧内宏块刷新的机制97-98
• 5.4 集成参考帧选择的机制98-100
• 5.5 冗余帧机制100-102
• 5.6 基于内容的冗余编码102-104
• 5.7 本章算法流程104
• 5.8 实验结果与分析104-108
• 5.8.1 实验条件104-105
• 5.8.2 实验结果105-108
• 5.9 本章小结108-110
• 第六章 空域多描述编码的错误隐藏技术研究110-126
• 6.1 引言110-113
• 6.2 空域多描述编码的错误隐藏113-118
• 6.2.1 像素差异性失真估计114-115
• 6.2.2 运动差异性失真估计115-117
• 6.2.3 基于区域特征划分的恢复策略选择117-118
• 6.3 帧编码空域错误隐藏机制118-121
• 6.3.1 提取丢失区域特征119-121
• 6.3.2 丢失区域恢复121
• 6.4 实验结果与分析121-125
• 6.4.1 实验条件121-122
• 6.4.2 实验结果与分析122-125
• 6.5 本章小结125-126
• 第七章 总结与展望126-130
• 7.1 文总结126-128
• 7.2 展望128-130
• 参考文献130-144
• 攻读博士学位期间的主要研究成果144-14

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本文编号：926881