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视觉是人类获取外部信息最为重要的途径。图像/视频相应的视觉信息给人们以直观、生动的形象,而它们的数字表示带来了可以再生中继、易于加密、抗干扰能力强等诸多优点,但数字表示需要的大量数据量对存储和传输极为不利,已成为人类有效地获取和使用信息的瓶颈之一。图像/视频编码的一个主要目的,就是在保证一定重建质量的前提下,以尽量少的比特数来表征图像/视频信息。目前国际上比较主流的视频压缩编码标准有MPEG-2、MPEG-4、H.264以及我国具有自主知识产权的AVS等。为了获得高压缩比,目前的视频压缩编码均采用了运动补偿、帧间预测和VLC等去除信息冗余度的技术。传输环境的不佳,往往造成误码,尤其是无线、IP共享信道等误码易发环境,其输出码流极易受到传输中误码的影响,即使是单个误码也可能在一幅图像内产生大片错误,并且会传播到后续帧。因此,根据编码视频和信道的特性,对传输误码进行差错控制是视频通信中一类非常重要的技术。
本文在对AVS标准做了详细介绍后,重点研究如何提高视频编/解码器的差错控制性能,使得编/解码器对信道丢包有较强的抵抗和恢复能力。在总结近几年的差错控制技术基础上,重点研究了交互式差错控制技术的参考帧选择算法,论文扩展了有反馈信道RPS的概念,提出了一种新的基于关键参考帧的有反馈关键参考帧选择(Key frame Reference Picture Selection,KRPS)方法,通过关键帧的选择,来阻止关键参考帧之间的差错扩散。同时在解码器端提出了一种基于边界的时域错误隐藏算法,根据边缘像素的梯度大小进行边缘检测,进而估算出边缘走向后利用已恢复出的边界将出错宏块划分为两个子块,通过每个子块的边界像素和正确解码的周围像素在参考帧中进行解码器运动矢量估计,实现子块的错误隐藏。通过在AVS的标准测试平台RM52g上试验证明,本文所提出的方案不但可以有效地减少或阻止视频传输过程中由于传输错误引起的图像质量下降,在存在边缘的区域对边缘和不同子块内容分别进行恢复,具有较好的差错控制效果,因此有一定的优越性和实用价值。
最后,本文对所研究的成果做了总结,并提出了将来努力的方向