[發明專利]一種抗誤碼性能卓越的視頻圖像高質量轉碼方法

在審

• 申請號: 202010345944.8
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111510722A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 王程;高宏松
• 申請（專利權）人: 王程
• 主分類號: H04N19/40
• 分類號: H04N19/40;H04N19/147
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供的一種抗誤碼性能卓越的視頻圖像高質量轉碼方法，在視頻圖像轉碼端，提出了優化限失真信源編碼的分片自適應轉碼算法，該算法在MPEG?4高級視頻編碼的分片技術基礎上，結合限失真信源編碼理論，建立均勻分片數限失真信源編碼模型，自適應調整各幀圖像分片數量策略來兼顧碼率和容錯性能，在視頻圖像解碼端，提出了時空相關的快速步進錯誤遮蔽修正算法，該算法快速步進圖像錯誤恢復方法的基礎上，對視頻殘差進行修正，然后結合視頻圖像的時域信息恢復整個宏塊。實驗結果表明二個容錯算法都能有效增強視頻圖像的容錯性能。

技術領域

本發明涉及一種視頻圖像高質量轉碼方法，特別涉及一種抗誤碼性能卓越的視頻圖像高質量轉碼方法，屬于視頻圖像轉碼技術領域。

背景技術

自二十世紀九十年代以來，移動通信技術、計算機技術和互聯網技術飛速發展，一大批新技術支撐體系下的媒體產業孕育而生，多媒體信息量數據量呈現爆發式增長。在這樣的背景下，人們的生活工作和學習與多媒體產業日益密切。對于視頻圖像信息而言，其信息量巨大且冗余信息多，視頻圖像編碼的目的就是對視頻圖像信息進行盡可能的壓縮。隨著視頻圖像編碼技術的發展，各種視頻編碼標準相應被提出，比如MPEG-4、MPEG-4高級視頻編碼等。視頻碼流一旦被壓縮，受制于信道的高延時、低帶寬、高誤碼的特性，不可避免的會導致視頻傳輸過程出現誤碼問題，造成差錯誤碼傳播。特別是對于無線網絡，其誤碼率較高，而且對于不同的無線信道，也擁有各不相同的誤碼率。為了克服差錯傳播，需要在視頻碼流中加入容錯信息來提高碼流的魯棒性。容錯糾錯視頻轉碼是在視頻轉碼通信過程中通過加入容錯糾錯算法來增強壓縮碼流的健壯性，提高錯誤恢復性能。因此，對視頻圖像容錯糾錯視頻轉碼方法進行研發，具有重要的實際價值和應用價值。

現有技術中，視頻圖像容錯糾錯轉碼的研發主要集中在容錯算法和限失真信源編碼模型兩方面。容錯算法研發是容錯糾錯視頻轉碼的基礎問題，主要將各種容錯算法嵌入視頻圖像轉碼通信過程，根據容錯算法嵌入位置的不同，容錯算法可分為三方面：基于編碼器的容錯算法、基于解碼器的容錯算法和基于反饋信道的容錯算法。基于編碼器的容錯算法主要包括模式更新、重同步標記插入、容錯性熵編碼，基于解碼器的容錯算法主要是錯誤遮蔽修正，基于反饋信道的容錯算法主要包括自動請求重發、錯誤跟蹤等。限失真信源編碼模型研發是視頻容錯糾錯轉碼的關鍵問題，主要解決由于容錯糾錯算法的嵌入而導致的碼率與失真之間的平衡問題，容錯糾錯算法在增強抗誤碼性能的同時很可能會增加碼率，這與容錯糾錯算法嵌入的位置有關，因此需要對容錯算法進行限失真信源編碼的優化，從而在碼率與失真之間取得較好的平衡。

現有技術的容錯算法方面，早期的工作是在基于MPEG-2的容錯轉碼框架中提出的容錯性熵編碼技術，這種技術以VLC碼組成的固定長度的幀作為重同步單元，當出現傳輸錯誤時只需要丟掉一個幀，避免誤差的擴散，使得信噪比與重同步標志插入相比能有2至5dB的提升，但是EREC對VLC碼進行了重組，因此需要改變信源語法，這限制了該算法的使用。后續的研發主要集中在前向糾錯碼、Intra模式更新等不需要改變信源語法的容錯方法方面，這些算法的信噪比與不采用容錯工具相比能有3.5dB左右的提升，但是碼率的增加最高也達到了7％，而且這些算法還必須要求轉碼器能夠支持反饋控制信令。此后出現了two-pass轉碼器，根據丟包率和宏塊的重要性對intra塊自適應刷新，在4.8％丟包率的條件下信噪比與不采用容錯工具相比能夠提高1.4至1.8dB。此后又引入了profit-tracing框架，以減少不必要的intra刷新。但是上述現有技術的容錯方法均不是優化限失真信源編碼的，當容錯算法的嵌入帶來碼率增加問題時，無法在碼率與失真間取得較好的平衡。