基于率失真優(yōu)化的視頻差錯(cuò)綜合控制技術(shù)研究.pdf

1、通過Internet和無線移動(dòng)網(wǎng)等主要通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸視頻時(shí)，需要在滿足帶寬限制的同時(shí)克服傳輸差錯(cuò)的影響。實(shí)時(shí)視頻通常采用基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕旌暇幋a提高壓縮率，但是難以阻止傳輸差錯(cuò)在時(shí)域和空域的擴(kuò)散。為了降低視頻傳輸差錯(cuò)及其差錯(cuò)擴(kuò)散，需要采用前向糾錯(cuò)、自動(dòng)選擇重傳、參考幀選擇和幀內(nèi)編碼更新等差錯(cuò)恢復(fù)編碼技術(shù)，因此降低了編碼效率。在帶寬受限的條件下，如何合理地綜合各種差錯(cuò)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻傳輸質(zhì)量的提高是研究前沿和面臨的挑戰(zhàn)。
　　 視

2、頻差錯(cuò)綜合控制的目標(biāo)是通過有效地綜合多項(xiàng)差錯(cuò)控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，取得理想的視頻差錯(cuò)恢復(fù)性能。本文研究了多種差錯(cuò)控制技術(shù)，并且在有損率失真優(yōu)化框架內(nèi)將這些技術(shù)融合到典型的視頻傳輸系統(tǒng)之中，顯著提高了丟包網(wǎng)絡(luò)中的視頻傳輸質(zhì)量。
　　 率失真優(yōu)化以信道失真估計(jì)為基礎(chǔ)。通過分析信道失真的擴(kuò)散特征提出了基于仿真的信道失真精確估計(jì)模型。該精確模型能充分結(jié)合差錯(cuò)掩蓋、最優(yōu)宏塊編碼模式選擇和前向糾錯(cuò)等差錯(cuò)控制技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)比30個(gè)信道解碼仿真器更高的

3、估計(jì)精度。同時(shí)提出了基于遞推的信道失真快速估計(jì)模型，適合計(jì)算資源很少時(shí)的實(shí)時(shí)率失真優(yōu)化，并且具有較高估計(jì)精度。
　　 通過引入信道代價(jià)均值和編碼獲益的概念，提出了宏塊最優(yōu)編碼模式選擇技術(shù)。在全面分析編碼冗余的編碼失真和信道失真的時(shí)域擴(kuò)散的基礎(chǔ)上，采用有損率失真技術(shù)選擇能使視頻傳輸失真最小的編碼模式。在Y-PSNR性能上，提出的編碼模式選擇明顯高于H.264/AVC測(cè)試模型中的編碼模式選擇。
　　 擴(kuò)展了關(guān)鍵參考幀概念，設(shè)

4、計(jì)了單參考幀預(yù)測(cè)下和多參考幀預(yù)測(cè)下的關(guān)鍵參考幀預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)。在單參考幀預(yù)測(cè)時(shí)，根據(jù)編碼距離與編碼效率的關(guān)系，以有損率失真優(yōu)化為基礎(chǔ)，快速地選擇當(dāng)前幀的最優(yōu)參考幀。在多參考幀編碼預(yù)測(cè)時(shí)，以視頻傳輸失真最小為優(yōu)化目標(biāo)，通過結(jié)合最優(yōu)宏塊編碼模式選擇技術(shù)，使得幀級(jí)關(guān)鍵參考幀選擇能提高宏塊的有損率失真優(yōu)化性能，增強(qiáng)了視頻差錯(cuò)恢復(fù)能力。
　　 通過基于信息論的分析，可以得出標(biāo)準(zhǔn)量化步長是編碼數(shù)據(jù)率的唯一變量。在以離線方式獲得平滑數(shù)據(jù)率曲線后，建

5、立數(shù)據(jù)率的固定查找表。基于數(shù)據(jù)率查找表提出了一個(gè)實(shí)時(shí)流控算法。提出的流控算法計(jì)算復(fù)雜度僅為宏塊級(jí)，并且流控性能明顯高于TMN8流控算法。
　　 提出了多步多權(quán)值塊變形差錯(cuò)掩蓋。它根據(jù)宏塊的運(yùn)動(dòng)特征劃分運(yùn)動(dòng)類型，并針對(duì)不同的運(yùn)動(dòng)類型采用不同的差錯(cuò)掩蓋。在確定宏塊包含復(fù)雜運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)宏塊進(jìn)行劃分，并估計(jì)每個(gè)劃分的運(yùn)動(dòng)向量。特別在塊包含變形運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用運(yùn)動(dòng)場(chǎng)插值方法進(jìn)行掩蓋。相對(duì)于傳統(tǒng)的差錯(cuò)掩蓋技術(shù)，明顯改善了復(fù)雜運(yùn)動(dòng)中的差錯(cuò)掩蓋效果。