[發(fā)明專利]一種圖像處理中的差錯隱藏算法

有效

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• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN103209329A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 端木春江
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: H04N7/68
• 分類號: H04N7/68
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種圖像處理方法，尤其涉及一種圖像處理中的差錯隱藏算法。?

背景技術

在進行傳輸壓縮視頻信息的過程中，由于非理想的信道條件，尤其是在無線的信道中，通常會有多路徑傳輸時延與衰落效應以及多普勒頻移的存在，因此，傳輸出錯是不可避免的。這些錯誤可以分為以下幾類：1)有線或無線信道在傳輸比特流中引入的隨機比特誤碼，2)由于網(wǎng)絡阻塞、有線IP網(wǎng)絡中的“盡最大努力交付”(Best?Effort)傳輸而引入的數(shù)據(jù)包的丟失；3)在無線信道傳輸中，由于多徑傳播而導致的突發(fā)誤碼。但是，由于壓縮后的視頻數(shù)據(jù)對碼元錯誤十分敏感，少量碼元的錯誤就很可能導致后續(xù)的大批碼元無法正確解碼而必須被丟棄。這將極大地降低解碼端重構視頻的質量。于是，就產生了差錯隱藏技術。它的原理是使用丟失信息的塊和正確接收到的視頻像素間的相關性來估計和補償丟失塊中的像素值。?

對于差錯隱藏技術，目前已經提出了很多特定的基于空間域或時間域的隱藏算法。這些算法的一般思想是利用所在的視頻序列中的時間和空間上冗余或相關性來估計錯誤或丟失的塊。?

對于空間域的差錯隱藏技術，它一般針對幀內編碼，最常用的方法是利用離損壞宏塊最近的正確接收到的像素值進行雙線性內插來估計丟失信息的像素值。Z.Alkachouh等提出了一種基于DCT變換的內插方法。該方法利用8個?邊界像素來計算丟失的像素值。H.Sun等提出使用映射估計因子來恢復丟失信息的塊。然而，該方法的計算復雜性是相當高的。?

對于時間域的差錯隱藏技術，他們的基本思想是使用視頻幀之間的在時間上的相關性來進行差錯隱藏。當參考幀和當前幀有很強的相關性的時候，這些方法可以得到比較好的效果。但是，這些方法需要尋找或估計丟失宏塊的運動信息。一般情況下，由于采用的是可變長熵編碼，運動矢量信息很可能同時丟失，此時需要對運動矢量重新進行估計。有些方法是利用相鄰的塊中的運動矢量來估計當前塊的運動矢量。Haskell等人使用相鄰宏塊的運動矢量的中值來估計丟失塊的運動矢量。Lam等人提出了一種邊界匹配算法。這種算法是基于丟失宏塊周圍一個像素寬的正確接受到的像素值來匹配參考幀中的像素值，以尋找參考幀中的最優(yōu)匹配塊。這種方法的缺點在于通常情況下這些像素值的信息不足以準確地估計丟失的運動矢量。當丟失塊中有傾斜的邊緣或較大的像素值的變化時，這個算法就不能取得一個性能好的對運動矢量的估計值。在SunHui，Zhou?Hongxia，“Study?on?Edge?Detection?Technique?in?Image?Processing，”(J.vol.15，no.10，pp.477-479，Jul.2002)這一文章中，提出了在編碼端嵌入一些基于決策樹的先驗信息以在解碼端輔助差錯隱藏。這個方法能通過嵌入一些比特來提高差錯隱藏的性能。但是，這個方法需要添加額外的比特，同時，當這些輔助信息在無線或是IP網(wǎng)絡中傳輸時，和原始編碼信息一樣，不能保證這些輔助信息的正確接受。因此，不能保證這個方法的魯棒性。?

綜上所述，在現(xiàn)有的差錯隱藏算法中，它們有一個共同的缺陷：差錯隱藏后的圖像過于平滑。這是因為在已有的空間域差錯隱藏算法中，在丟失塊內的插值損失了塊內的圖像邊緣信息，而在已有的時間域的差錯隱藏算法中，經常?會造成圖像邊緣的錯位和不連續(xù)。因為人眼對于圖像邊緣信息的差錯特別敏感，需要提升現(xiàn)有的差錯隱藏算法的性能。?

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種圖像處理中的差錯隱藏算法，用于對帶有丟失塊的幀進一步地提高圖像的質量。整個過程清楚而高效，并在算法過程中盡量保持和增強邊緣信息。?

為了達到所述效果，本發(fā)明一種圖像處理中的差錯隱藏算法，用于處理傳輸過程中的丟失塊，包括以下步驟，?

1)對每個丟失塊，先分析丟失塊的屬性，根據(jù)不同的丟失塊選擇優(yōu)化的初始差錯隱藏的模式；差錯隱藏的模式包括幀內差錯隱藏模式和幀間差錯隱藏模式；?

2)對采用幀內隱藏模式的丟失塊，將首先確定在離丟失塊距離在兩個像素以內的邊緣像素；然后和這些邊緣像素處于同一條邊緣直線的丟失塊中的像素將首先被內插，此時有兩種情況，一種是這條邊緣直線穿過這個丟失塊，那么直線上的像素點值由兩頭正確接受的像素值的一維線性插值而得到；另一種是這條邊緣直線在丟失塊內就停止了，這條直線上的像素值由一頭的最近的正確接受的像素值而得到，直到這條直線和別的直線相交；最后，丟失塊中的其它像素值將由已確定像素值的兩個像素點的值的內插而得到，并且和已確定像素值最近的像素將最先被內插；?