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无线视频抗误差传输技术

作　者: 杨红涛
导　师: 颜波
学　校: 复旦大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: H.264/AVC标准错误隐藏多描述编码
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 25次
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内容摘要

伴随着通信技术的不断发展和视频处理技术的日新月异,数字视频的应用范围越来越广泛。由于原始视频数据量比较大,因此很难全部在硬盘中进行储存或者在网络上进行传输。然而,视频在空间域和时间域上具有连续性,因此会产生大量冗余信息。根据这个特性,就可以采取措施来降低视频数据量。在视频编码标准的发展过程中,有一个目标就是尽可能地减少视频的冗余信息,提高视频的压缩率。相比其它的视频编码标准,H.264/AVC标准的压缩率最高。但是经过高度压缩的视频数据,对误码非常地敏感。一旦某个视频帧发生了误码,就会在当前视频帧中扩散开来,并且可能会蔓延到一系列后继视频帧中去。在无线网络环境中,视频信号完全暴露在空气中,非常容易发生误码。在无线传输过程中,视频的抗误差特性就显得非常地重要。本文分析了在无线网络环境中产生误码的原因,并讲述了H.264/AVC视频编码标准中的抗误差特性。在本文中,同时从解码器端和编码器端入手,研究视频抗误差传输技术。在解码器端,研究如何使用错误隐藏技术对发生误码的视频进行修复,尽最大可能改善受损视频质量。通过对以前错误隐藏算法的分析,提出了两种基于区域分割的改进型错误隐藏算法：第一种算法对寻找丢失区域边缘点的方法进行改进；第二种算法修改了边缘检测算法和边缘恢复算法。在编码器端,研究如何使用多描述编码技术尽可能降低视频发生随机误码的概率,并且即使在编码视频流受损时也可保证在解码不受影响。通过对多描述编码思想的研究,提出了基于大小帧顺序的多描述编码算法。基于H.264/AVC标准参考平台JM15.0,本文实现了上述三种算法,并对算法进行了测试和分析。与原始算法相比,两种改进的错误隐藏算法可以有效地提高视频主观和客观质量。基于大小帧顺序的多描述编码算法,与传统基于奇偶帧顺序多描述编码算法、标准单描述编码算法相比,在码率一致的情况下,可以提高解码器端的视频质量。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章绪论  7-11
  1.1 引言  7-8
  1.2 无线通信技术  8-9
  1.3 数字视频系统结构  9-10
  1.4 本文结构  10-11
第二章视频编解码原理  11-24
  2.1 视频编码标准  11
  2.2 H.264/AVC标准  11-19
    2.2.1 视频帧类型  12
    2.2.2 帧内预测  12-15
    2.2.3 帧间预测  15-16
    2.2.4 整数变换  16-17
    2.2.5 量化  17-18
    2.2.6 重排序  18
    2.2.7 熵编码  18-19
    2.2.8 去块效应滤波  19
  2.3 标准H.264/AVC编解码器  19-21
  2.4 H.264/AVC抗误差特性  21-23
  2.5 本章小结  23-24
第三章错误隐藏技术  24-39
  3.1 错误隐藏技术背景  24-27
  3.2 第一种改进算法  27-29
  3.3 第二种改进算法  29-33
  3.4 实验结果及分析  33-37
    3.4.1 视频质量评定准则  33-34
    3.4.2 两种改进的错误隐藏算法结果  34-37
  3.5 本章小结  37-39
第四章多描述编码  39-47
  4.1 多描述编码技术  39-41
  4.2 改进的多描述编码方法  41-43
    4.2.1 多描述编码器原理  41-42
    4.2.2 多描述解码器原理  42-43
  4.3 实验结果及分析  43-46
    4.3.1 冗余率失真函数  43-44
    4.3.2 实验结果  44-46
  4.4 本章总结  46-47
第五章总结和展望  47-49
  5.1 论文完成主要工作  47
  5.2 未来研究展望  47-49
参考文献  49-53
致谢  53-54
在读期间发表的学术论文  54-55

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