視頻通信錯誤檢測及隱藏技術(shù)研究.pdf

1、隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和圖像壓縮編碼理論的發(fā)展，視頻通信的應(yīng)用已成為一種必然趨勢。由于視頻數(shù)據(jù)量非常大，所以在通過網(wǎng)絡(luò)傳輸之前必須先進(jìn)行壓縮。但是，壓縮后的視頻數(shù)據(jù)對誤碼非常敏感。然而無論是在IP網(wǎng)絡(luò)還是在無線移動網(wǎng)絡(luò)中，誤碼、分組丟失和延遲等現(xiàn)象總是不可避免。為了提高解碼圖像的質(zhì)量，需要采取相應(yīng)措施對出現(xiàn)的傳輸錯誤進(jìn)行處理。目前，錯誤控制與處理技術(shù)主要有容錯編碼、編解碼端交互錯誤控制和基于后處理的錯誤隱藏三種類型。本文基于

2、視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4，對解碼端的錯誤檢測技術(shù)和隱藏技術(shù)進(jìn)行了深入研究與探討，并提出了一些效果較好的檢錯和隱錯算法。本文主要工作和創(chuàng)新如下： 針對基于模式的錯誤檢測（MED）方法檢測類型單一且不能精確定位的問題，提出了MPEG-4視頻碼流的兩步錯誤檢測方法。該方法首先利用預(yù)先設(shè)定的錯誤類型集判斷視頻包是否損壞，然后對損壞視頻包中每一塊的空域統(tǒng)計特征進(jìn)行檢測，確定第一個損壞宏塊。實驗結(jié)果表明，兩步錯誤檢測方法具有較高的錯誤檢

3、測率，可以準(zhǔn)確地確定傳輸錯誤的起始位置，與錯誤隱藏方法配合能夠顯著提高重建視頻的質(zhì)量。同時該方法不需要在碼流中嵌入多余數(shù)據(jù)位，因此不會增加碼流位率。 提出了基于純二維小波變換的頻域紋理錯誤隱藏算法。該算法根據(jù)頻域能量在不同頻率子帶分布的不同，對低頻和高頻子帶小波系數(shù)采用不同隱藏策略。對于丟失或錯誤的低頻子帶小波系數(shù)，利用數(shù)據(jù)隱藏技術(shù)傳輸?shù)恼_數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)。對于丟失或錯誤的高頻子帶小波系數(shù)，則利用小波系數(shù)的相關(guān)性，通過子帶內(nèi)或子帶

4、間線性內(nèi)插方法重建。該算法在不增加碼流位率的條件下，有效地改善了解碼圖像的質(zhì)量。該算法也可以應(yīng)用于其它基于SPIHT的嵌入式小波編解碼器中處理錯誤。 針對大部分運動補償時域錯誤隱藏方法以宏塊為單位進(jìn)行錯誤處理的不足，提出了基于宏塊編碼模式的時域紋理自適應(yīng)錯誤隱藏方法。首先，利用鄰域信息估計錯誤宏塊的幀間編碼模式。然后，根據(jù)所估計的編碼模式，分別以塊為單位或以宏塊為單位對錯誤宏塊進(jìn)行運動矢量恢復(fù)和運動補償取代。實驗結(jié)果表明，該算法

5、重建的圖像在視覺效果和峰值信噪比兩方面都優(yōu)于多種同類方法，而且算法簡單，適合實時應(yīng)用。 綜合考慮空域、頻域和時域紋理錯誤隱藏方法各自的優(yōu)缺點以及適應(yīng)范圍，提出了針對MPEG-4的混合域紋理自適應(yīng)錯誤隱藏方法。對于幀內(nèi)編碼幀中錯誤宏塊，該算法以空域和時域相鄰塊的均方誤差作為選擇標(biāo)準(zhǔn)，分別使用空頻域結(jié)合的隱錯方法和時域隱錯方法進(jìn)行隱錯處理。對于幀間編碼幀中錯誤宏塊，則先利用錯誤塊鄰域信息把錯誤塊分成三種類型，再從各類錯誤隱藏算法中選