基于H.264的差错控制和错误隐藏技术研究

论文摘要

随着视频通信的广泛应用，无论是在IP网络还是在无线移动网络信道中，误码的产生、数据的丢失总是难以避免的。而高压缩率的H.264视频数据对误码更加敏感，少量的误码可能会导致大量误码蔓延扩散，甚至无法估计的后果。因此，视频通信系统的差错控制和错误隐藏技术必不可少。本文研究并测试了H.264标准中差错控制和错误隐藏关键技术的抗误码性能，同时实现了一种优化的差错控制方案，得到了较好的抗误码能力。具体而言，本论文主要完成了以下工作：（1）研究并测试了H.264标准中的差错控制关键技术——灵活的宏块重排（FMO）的差错控制性能。（2）利用ITU-T提供的无线仿真环境（Error Patterns）研究并测试了H.264标准中的各种错误隐藏技术的抗误码性能。（3）设计并实现了一种新的基于自适应图像分割的FMO优化方案。本文作者创新地引入了自适应的图像分割算法，对视频图像的前后景分别使用不同的宏块重排方法。从而保证了前景图像的强抗误码能力，也消除了背景图像中可能出现的块效应。（4）针对不同类型视频序列，分别测试了该优化方案的差错控制性能，得到一系列编码总比特率、解码信噪比和主观图像数据，验证了该优化方案的强抗误码性能和较好的主观图像质量。且该优化方案在远程教育，视频会议，新闻视频等中显示较强的差错控制能力，且为今后的差错控制和错误隐藏技术的进一步优化研究奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 H.264视频编解码标准
• 1.1.1 H.264的产生
• 1.1.2 H.264的技术亮点
• 1.1.3 H.264的编解码流程
• 1.2 视频通信抗误码技术
• 1.2.1 差错控制技术
• 1.2.1.1 传输层信道误码控制技术
• 1.2.1.2 信源误码控制技术
• 1.2.1.3 信源/信道联合误码控制技术
• 1.2.1.4 误码防扩散技术
• 1.2.2 错误隐藏技术
• 1.2.2.1 时域错误隐藏
• 1.2.2.2 空域错误隐藏
• 1.2.2.3 频域错误隐藏
• 1.3 本文的主要内容安排
• 第二章 H.264的差错控制技术研究
• 2.1 H.264的差错控制技术
• 2.1.1 帧内编码
• 2.1.2 数据分割
• 2.1.3 参数集
• 2.1.4 冗余片
• 2.1.5 切换预测帧（SP）
• 2.1.6 灵活的宏块重排（FMO）
• 2.2 差错控制性能测试
• 2.2.1 测试条件
• 2.2.2 测试方案
• 2.2.3 测试结果
• 第三章 H.264的错误隐藏技术研究
• 3.1 H.264的错误隐藏技术
• 3.1.1 帧内隐藏
• 3.1.2 帧间隐藏
• 3.1.3 帧拷贝与运动矢量拷贝
• 3.2 错误隐藏性能测试
• 3.2.1 无线信道仿真测试环境
• 3.2.2 测试方案
• 3.2.3 帧内隐藏测试结果
• 3.2.4 帧间隐藏测试结果
• 第四章 基于自适应图像分割的差错控制优化方案
• 4.1 有待优化的问题
• 4.2 差错控制优化方案
• 4.3 自适应图像分割算法及实现
• 4.4 程序流程
• 第五章 差错控制优化方案的仿真测试
• 5.1 测试条件
• 5.2 测试方案
• 5.3 测试结果
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读学位期间发表的学术论文目录