[發(fā)明專利]視頻幀的錯誤隱藏方法及應(yīng)用其的視頻解碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410613005.1
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN104363461B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李厚強;張金雷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學技術(shù)大學
• 主分類號: H04N19/895
• 分類號: H04N19/895
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種視頻幀的錯誤隱藏方法，用于在視頻解碼過程中對丟失幀進行像素恢復，其特征在于，該方法包括如下步驟：

S1、解碼丟失幀的前一幀和后一幀，得到前向運動矢量和后向運動矢量，所述前向運動矢量是指前一幀的對應(yīng)像素的運動矢量，所述后向運動矢量是指后一幀的對應(yīng)像素的運動矢量；

S2、判定所述前向運動矢量和后向運動矢量對于所述丟失幀的各個像素是否有效；

S3、根據(jù)判定為有效的前向運動矢量和/或后向運動矢量對所述丟失幀的各個像素進行運動補償，獲得所述丟失幀的各個像素值；

S4、對于步驟S3所獲得的丟失幀的各像素的運動矢量來判斷是否需要對各像素進行優(yōu)化，并對需要進行優(yōu)化的像素，利用像素的空間相關(guān)性進行優(yōu)化；

所述步驟S2包括：將視頻塊分為三類：新場景、勻速直線運動、非勻速直線運動；

獲得與所述丟失幀的各圖像塊對應(yīng)的前一幀和/或后一幀的圖像塊在解碼時從碼流中獲得的編碼預測模式：若預測模式為幀內(nèi)預測模式，則判定丟失幀圖像塊內(nèi)容是新場景，該圖像塊內(nèi)的像素的運動矢量對于丟失幀的對應(yīng)像素無效；

若丟失幀圖像塊不是新場景，則計算各像素所述前向運動矢量和后向運動矢量歸一化之后的差值，若該差值超過一個預定范圍，則判定丟失幀圖像塊為非勻速直線運動圖像塊，該像素的前向運動矢量或后向運動矢量中的一個對于該像素無效；

獲得所述丟失幀的各圖像塊的前向殘差和后向殘差，并將與兩個殘差中較大的殘差對應(yīng)的運動矢量判定為對所述丟失幀的對應(yīng)圖像塊的各像素無效，所述前向殘差是指前一幀的圖像塊的殘差，所述后向殘差是指后一幀的圖像塊的殘差；

所述前向運動矢量和后向運動矢量歸一化方法為：

其中，和分別是歸一化之后的水平和垂直運動矢量，MV_x和MV_y分別是歸一化之前的水平和垂直運動矢量，ref是參考幀標號；

步驟S4中對于丟失幀的各像素是否需要進行優(yōu)化的步驟為：對于需要優(yōu)化的像素，通過最小化該像素與其相鄰像素之間的梯度值來對該像素的像素值進行優(yōu)化，其通過最小化所要恢復的視頻幀的像素值矩陣中的二維TV(Total Variation)范數(shù)來進行；

所述最小化所要恢復的視頻幀的像素值矩陣中的二維TV(Total Variation)范數(shù)的數(shù)學模型如下：

當滿足P_Ω(M-Y)＝0時,求的M值，

其中，M表示需要恢復出的視頻幀的完整像素值矩陣，||M||_2-DTV表示矩陣M的二維TV范數(shù)，Y表示未優(yōu)化的視頻幀的不完整像素值矩陣，Ω表示矩陣Y中無需優(yōu)化元素的集合，即Y中非0元素的集合，P_Ω(M-Y)＝0表示：如果(i,j)∈Ω，則P_Ω(M-Y)的第(i,j)個元素為0，否則P_Ω(M-Y)的第(i,j)個元素就是(M-Y)的第(i,j)個元素。

2.如權(quán)利要求1所述的視頻幀的錯誤隱藏方法，其特征在于，所述步驟S3為：根據(jù)如下公式對所述丟失幀的各個像素進行運動補償，獲得所述丟失幀的各個像素值：

p(x,y)＝w(x,y)×p_f(x,y)+(1-w(x,y))×p_b(x,y)，其中，x、y分別表示像素的水平和垂直坐標，p(x,y)為補償?shù)玫降膩G失幀的像素值，p_f(x,y)為前向運動補償值，p_b(x,y)為后向運動補償值，w(x,y)是權(quán)重因子，其取值如下：