基于率失真優(yōu)化的視頻差錯綜合控制技術(shù)研究.pdf

1、通過Internet和無線移動網(wǎng)等主要通信網(wǎng)絡實時傳輸視頻時，需要在滿足帶寬限制的同時克服傳輸差錯的影響。實時視頻通常采用基于運動補償?shù)幕旌暇幋a提高壓縮率，但是難以阻止傳輸差錯在時域和空域的擴散。為了降低視頻傳輸差錯及其差錯擴散，需要采用前向糾錯、自動選擇重傳、參考幀選擇和幀內(nèi)編碼更新等差錯恢復編碼技術(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控制技術(shù)實現(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、頻差錯綜合控制的目標是通過有效地綜合多項差錯控制技術(shù)的優(yōu)勢，取得理想的視頻差錯恢復性能。本文研究了多種差錯控制技術(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)絡中的視頻傳輸質(zhì)量。
　　 率失真優(yōu)化以信道失真估計為基礎(chǔ)。通過分析信道失真的擴散特征提出了基于仿真的信道失真精確估計模型。該精確模型能充分結(jié)合差錯掩蓋、最優(yōu)宏塊編碼模式選擇和前向糾錯等差錯控制技術(shù)，能實現(xiàn)比30個信道解碼仿真器更高的

3、估計精度。同時提出了基于遞推的信道失真快速估計模型，適合計算資源很少時的實時率失真優(yōu)化，并且具有較高估計精度。
　　 通過引入信道代價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域擴散的基礎(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測試模型中的編碼模式選擇。
　　 擴展了關(guān)鍵參考幀概念，設(shè)

4、計了單參考幀預測下和多參考幀預測下的關(guān)鍵參考幀預測結(jié)構(gòu)。在單參考幀預測時，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)，快速地選擇當前幀的最優(yōu)參考幀。在多參考幀編碼預測時，以視頻傳輸失真最小為優(yōu)化目標，通過結(jié)合最優(yōu)宏塊編碼模式選擇技術(shù)，使得幀級關(guān)鍵參考幀選擇能提高宏塊的有損率失真優(yōu)化性能，增強了視頻差錯恢復能力。
　　 通過基于信息論的分析，可以得出標準量化步長是編碼數(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?；跀?shù)據(jù)率查找表提出了一個實時流控算法。提出的流控算法計算復雜度僅為宏塊級，并且流控性能明顯高于TMN8流控算法。
　　 提出了多步多權(quán)值塊變形差錯掩蓋。它根據(jù)宏塊的運動特征劃分運動類型，并針對不同的運動類型采用不同的差錯掩蓋。在確定宏塊包含復雜運動時，對宏塊進行劃分，并估計每個劃分的運動向量。特別在塊包含變形運動時，采用運動場插值方法進行掩蓋。相對于傳統(tǒng)的差錯掩蓋技術(shù)，明顯改善了復雜運動中的差錯掩蓋效果。