基于H.264的视频错误隐藏技术研究

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视频压编码标准H.264因其压缩比高,网络亲和性好等特点,被广泛应用于视频通信业务当中,但由于压缩过程中采用了预测编码和变换编码等技术,使得压缩后的数据对于信道误码非常敏感,为提高压缩后码流的抗误码能力,错误隐藏技术成为研究的热点。本文首先介绍了国内外错误隐藏技术的研究现状,然后分析了H.264标准的中使用到的新技术,进一步分析了H.264官方测试平台JM18.0中使用的空域和时域错误隐藏算法,针对这两种算法的不足,提出了本文算法,并通过实验仿真,结果分析等得出结论,本文主要内容包括:(1)针对空域错误隐藏,根据对JM18.0中使用的双线性内插法进行分析发现,该算法在平坦区域隐藏效果较好,但是具有两个明显缺点:第一,丢失了边缘信息;第二:不能体现出灰度的突变。本文提出一种最近边界优先法与方向性内插相结合的错误隐藏算法,加入了方向性插值的思想,同时也充分考虑到相邻像素之间的关系。仿真测试结果表明,在主客观性能上,本文算法较JM18.0算法都有提高。(2)针对时域错误隐藏,介绍了常见的时域错误隐藏算法,重点分析了JM18.0中使用到的BMA算法,BMA方法兼顾了视频图像的空间相关性和时间相关性,在时域错误隐藏中得到了广泛的应用。但是也存在一些缺陷:例如,当丢失宏块的周围出现边缘或是运动剧烈时像素出现很大变化的时候,这种方法就会失效等。本文提出了一种扩大参考集和改进的边界匹配法则相结合的方法,在运动矢量的候选集合中,不仅考虑在前一帧中寻找合适的运动矢量,而且在前多帧之中寻找。仿真实验表明,本文提出的时域错误隐藏算法在主客观效果上都要优于JM18.0方案。
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