视频传输中抗误码方法的研究

作     者：王元吉 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李建华

授予年度：2004年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：图像质量评价 失真度量 图像分块 几何加权 信源编码 误码掩盖 抗误码 差错控制 视频编码 包丢失 视频传输 

摘      要：本文对图像评价准则和视频传输的抗误码方法进行了全面的研究，主要工作可分为两部分：第一部分总结了以往的静止图像及图像序列质量的评价方法，并提出了一种方便可行的图像评价准则。该准则即可以评价静止图像，又可以评价图像序列。第二部分重点研究了视频传输的抗误码方法，并提出了联合信源的自适应误码掩盖算法，这种方法实际是在减小传输数据的情况下，能够得到很高的视频解码质量的一举两得的方法。 传统的图像质量客观评价方法中最常用的是均方误差(MSE)和峰值信噪比(PSNR)。它们仅仅从总体上反映了原始图像与恢复图像的差别，但不能正确反映少数像点有较大误差和较多像点有较小误差等情况。本文提出了一种新的图像质量客观评价方法——几何加权分块峰值信噪比(GWSB PSNR)。该方法克服了传统图像质量客观评价方法的这一缺陷，结合人眼视觉特性，采用将图像分块加权的处理方法，使评价结果与主观评价相吻合，在一定程度上实现了主观评价客观化的目标。模拟实验表明该方法是有效的、可靠的，易于实现，并且有很好的可扩展性。 以往的误码掩盖方法只是在解码端发现有数据丢失时进行的一种补救措施，其恢复的图像质量是人为不可控制的，当图像序列中存在剧烈的运动，景物的改变，或者运动物体有旋转，形变等非平移运动时，其恢复图像的效果就比较差，且“块效应比较严重。本文提出的JSA(联合信源自适应)误码掩盖方法是在编码端进行的一种预防措施。在编码阶段自适应的对那些掩盖方法所恢复图像效果不好的宏块进行两次传输，或在这些宏块内部使用纠错能力强，冗余度大的FEC(前向纠错编码)对数据进行着重保护。而对那些掩盖效果较好的宏块进行一次传输。对那些掩盖效果非常好的宏块，甚至可以放弃传输这些本应该传输的宏块数据，而在解码端直接用掩盖宏块来代替这些宏块的数据。也就是说这种方法可以人为控制恢复图像的结果。因为实际图像序列有较强的时间，空间相关性，因此用掩盖方法所恢复图像效果不好的宏块数量是非常少的，而那些掩盖效果非常好的宏块的数量是很多的，所以本文提出的方法实际是在减小传输数据的情况下，能够得到很高的视频解码质量的一举两得的方法。实验仿真也显示本文提出的算法确实有效。