探索基于avs-m标准的参考帧选择算法研究

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1、西南交通大学硕士学位论文基于AVS-M标准的参考帧选择算法研究姓名：代志刚申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：彭强20080501西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要同其他视频编码标准一样，AVS—M视频编码标准采用基于块的混合编码技术来对数据进行压缩，其压缩后的视频流，抗差错能力十分脆弱。通过带宽受限的Internet或无线移动网络等主要通信网络实时传输视频流时，需要在满足带宽限制的同时克服传输差错的影响。传输过程中一旦出现差错，错误信息将会在时间和空间上迅速蔓延和扩散，使视频质量急剧下降

2、，有时甚至会导致整个视频通信完全失败。经典的率失真优化算法只考虑了带宽限制和编码器的量化失真，用于不可靠信道视频传输时，面临着众多技术挑战。因此，在带宽受限的不可靠网络传输条件下，视频差错恢复技术成为当前视频压缩及视频通信领域中十分关键的技术。本文首先介绍了视频编码中率失真优化的基本思想；在综合分析AVS—M视频传输过程中扩散失真和掩盖失真的基础上，从像素级对端到端的视频传输失真情况进行了详细地研究，实现了一种通用的传输失真度估算模型。基于包丢失的仿真实验表明，该模型能够较好地近似估计出端到端的传输失真情况，为

3、在不可靠环境下实现编码参数的率失真优化选择提供了一种有效的估算方法。研究了抑制差错扩散的无反馈参考帧选择技术，采用了一种基于关键参考帧的无反馈参考帧选择方法，同时将通用传输失真度估算模型和率失真优化引入关键参考帧选择算法，通过比较选择前一个关键参考帧和前一个参考帧的失真度期望，来决定参考帧的选取，使传输失真达到最小，有效地阻止了两个关键参考帧之间的视频差错扩散。模拟实验表明，这个方法可以有效地提高视频传输的鲁棒性，与不采用关键参考帧的传统方法比较，明显地提高了图像的质量。本文还研究了在有反馈信道条件下的参考帧帧

4、选择技术，设计了一种基于关键帧反馈的参考帧选择算法，通过对关键帧信息的反馈来选择已经正确接收的关键帧作为当前编码关键帧的参考帧。模拟实验表明，与其他方法相比，该方法能在帧存开销不大的情况下准确的将差错控制在两个正确的关键帧之问，极大提高了视频差错恢复性能。关键词：视频编码；差错恢复；率失真优化；端到端失真；参考帧选择西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractBlock．basedhybridcodingtechniqueisusedtocompressvideodatainAVSvideocodin

5、gstandardandallothervideocodingstandards．ThelOWbit—ratevideostreamcompressedbymotioncompensatedhybridcodecsisextremelyvulnerableagainsttransmissionerrors．Real．timevideostreamtransmissioninInternetorwirelessenvironmentsisachallengingtaskrequiringhigh—compress

6、ionefficiencyaswellasrobusterrorcontr01．Onceanerroroccurredintransmission，notonlytheeffectsoffaultinformationwouldbepropagatedinspatialandtemporalrapidlywhichmayresultinverypoorobjectionablevisualqualityseverely,butalsothevideocommunicationsystemcouldbeinfai

7、lure．Justbandwidthlimitationandquantitativedistortionaleconsideredintraditionalrate—distortionoptimalalgorithmwhichisnotsuitableforpacketlossyenvironment．Hencehowtoimprovethevideoqualitywiththelimitedavailablebitratehasbecomeaserioustask．Thisthesisfirstrevie

8、wstheprincipleofrate-distortionoptimalforvideocoding．Inparticular,theend—·to·-enderrorpropagationdistortiononpixellevelprecisionisstudiedbasedontheanalysisofthepropagationdistortionandconcealmen