基于HEVC的三維視頻錯誤隱藏技術(shù)研究.pdf

1、隨著立體顯示技術(shù)和視頻產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，視頻應(yīng)用逐步從二維顯示過渡到三維顯示，視頻清晰度從標清向高清、超高清的方向發(fā)展，應(yīng)用廣泛的H.264/AVC標準的局限性也隨之凸顯。為此，視頻編碼聯(lián)合工作組（JCT-VC）提出了新一代視頻壓縮標準HEVC，該標準的核心目標是在H.264/AVC的基礎(chǔ)上，在保持相同的解碼質(zhì)量情況下，將壓縮效率提高一倍。然而，當數(shù)據(jù)量成倍增加的高清三維視頻碼流在易錯網(wǎng)絡(luò)傳輸時，將不可避免地發(fā)生比特錯誤或數(shù)據(jù)包丟失，由于

2、HEVC仍然采用H.264/AVC的預(yù)測機制來降低冗余，所以少量的錯誤也會嚴重影響解碼質(zhì)量。因此，HEVC的錯誤隱藏技術(shù)研究應(yīng)得到廣泛重視。本文針對HEVC三維視頻在網(wǎng)絡(luò)傳輸中發(fā)生丟包的問題，在充分研究HEVC編碼特性和視頻特征的基礎(chǔ)上，提出了基于HEVC的三維視頻錯誤隱藏算法，本文的主要工作如下：
　?。?）提出一種基于人眼視覺特性的塊分類方法。首先分析了視頻差錯產(chǎn)生的原因及影響，其次根據(jù)人眼視覺特性對立體視頻丟失塊特性進行了分

3、析，最后針對立體視頻部分塊丟失和整幀丟失情況，利用視頻幀之間的空域相關(guān)性和時域相關(guān)性，設(shè)計了不同的塊分類方法。這些塊分類方法應(yīng)用到部分塊丟失錯誤隱藏和整幀丟失錯誤隱藏中都取得了較好的效果，驗證了塊分類方法的有效性。
　?。?）提出了HEVC基于塊分類的右圖像部分塊丟失錯誤隱藏算法。首先利用基于人眼視覺特性的塊分類方法將丟失塊分成靜止塊、運動緩慢塊和運動劇烈塊。靜止塊的像素在時域相鄰幀中幾乎保持一致，因此采用簡單的幀拷貝法進行恢復(fù)；

4、運動塊都是采用優(yōu)化的邊界匹配準則在運動矢量候選集中選擇最優(yōu)匹配塊進行恢復(fù)，不同的是對運動緩慢塊采用大尺寸塊進行隱藏，對運動劇烈塊采用更加精細的塊分割后進行隱藏。實驗結(jié)果表明，在HEVC測試模型HTM11.0下，與幾種單一的錯誤隱藏算法相比，該算法恢復(fù)圖像的PSNR值與正確解碼圖像的PSNR值相差0.02～3.93dB。
　?。?）提出了HEVC基于不同尺寸塊的右視點B幀整幀丟失錯誤隱藏算法。當視頻流在信道阻塞嚴重的情況下，發(fā)生數(shù)據(jù)

5、的連續(xù)丟失可能會導(dǎo)致整幀丟失。本文根據(jù)HEVC編碼特性和視頻的內(nèi)容特征，提出了一種整幀丟失錯誤隱藏算法。該算法首先利用基于人眼視覺特性的塊分類方法將丟失幀分成靜止區(qū)域、運動一致區(qū)域及運動復(fù)雜區(qū)域；之后對不同的區(qū)域采用不同的錯誤隱藏算法，并根據(jù)時域相鄰幀及另一視點幀的正確接收塊的四叉樹深度信息估計丟失塊的分割情況，對不同丟失區(qū)域以不同尺寸塊為單位進行隱藏。實驗結(jié)果表明，在不同QP下，與對比的算法相比，本文算法的PSNR值提高了0.15～5