专利名称：自适应的错误遮蔽方法
技术领域：
本发明涉及一种错误遮蔽方法，尤其涉及一种自适应的错误遮蔽方法，属于视频编解码技术领域。
背景技术：
在H. 26x以及MPEG系列视频编解码技术中，通常采用帧间预测来减少时间上的 冗余，如果某一帧数据丢失，即使后面的帧接收正确，也无法正确解码.因此，对于一个 实时的视频通讯系统，需要构建一组错误遮蔽机制，来应对突发性的传输错误.
错误遮蔽(Error Concealment),是指当一个宏块由于传输丢失时，解码端能通过空 间域和时间域的相关性从相邻的宏块对该宏块的数据作出估计，这种技术称为错误遮蔽。 错误遮蔽技术可以分为空域错误遮蔽技术和时域错误遮蔽技术。一般在实时的传输环境 中，错误发生时我们利用帧间和帧内的相关性来进行修复，可以实时地恢复人眼可接受的 画质，并且避免错误的传播。一般的，对I帧错误，采用空域方法，利用相邻块的空间相关 性，根据正确接收块的信息做空域的插值，来修复丢失宏块；对P帧错误，采用时域方法，利 用相邻帧之间的时间相关性和相邻块间运动的相似性，来恢复丢失块的运动矢量，然后使 用运动补偿方法来隐藏丢失块。但时域方法对存在场景切换和剧烈运动物体的视频错误隐 藏并不适合，此时应采用空域的方法。采用帧间预测，I帧的错误会扩散到参考它的P帧或B帧上，直到遇到新的I帧。 在新的I帧到来之前，原I帧中的错误信息一直在不停的扩散。因此对I帧修复的效果的 好坏会直接影响到后续P帧的修复，对I帧的错误遮蔽就显得尤为重要。文献[陈媛媛.基于H. 264的错误隐藏算法的研究.吉林大学硕士学位论文，2008 年24-25]介绍了一种自适应的错误遮蔽方法，该方法利用双线性插值的算法对帧内编码 宏块丢失后的错误进行恢复。双线性插值是一种比较简单的空域错误掩盖算法，它利用相 邻块的边界像素值来预测出丢失块的每一个像素值，对于画面平滑的视频图像序列有较好 的插值效果。但是当有图像边缘穿过丢失块时，该方法并不能恢复出该丢失区域的边缘信 息，造成图像边缘中断，而图像边缘在人的视觉感知中地位重要，边缘中断会严重影响视觉 效果，所以，该方法具有较大的局限性。为了对上述方法进行改进，朱小辉[朱小辉.基于H. 264的错误掩盖技术研究.西 安电子科技大学硕士学位论文，2008年25-30.]提出了一种空间插值和方向匹配相结合 的I帧错误掩盖方法，基本思想就是先计算每个可用相邻宏块的平均方向，通过各自的方 向建立相应的预测块，然后用边界匹配的方案对各个预测块进行误差判断，误差值最小的 块被认为是最适合的块，以此来替代丢失块。该方法虽然在处理具有简单边缘的受损区域 问题上有较明显的改善，但对复杂边缘区域的掩盖效果还不理想，并未脱离单一使用帧内 恢复模式进行I帧错误遮蔽的局限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的对I帧错误恢复效果不佳的问题，提供一 种自适应的错误遮蔽方法，能够对I帧错误进行有效恢复，改善经错误恢复后的视频质量， 提高用户体验。本发明采用以下技术方案实现上述目的
一种自适应的错误遮蔽方法，其特征在于，对于I帧错误，采用帧间错误遮蔽方法，所 述帧间错误遮蔽方法包括以下步骤
步骤1、将每一帧以像素为单位划分为宏块，^的取值为4、8、16中任意一个；通过 复制上一帧对应宏块的前向预测运动矢量，对当前I帧各宏块进行运动矢量的初始化； 步骤2、对当前I帧中存在正确解码的相邻宏块的宏块进行错误恢复，具体为以该宏块 的初始运动矢量所指向的宏块为起始宏块，使用快速搜索算法在上一帧中搜寻满足最佳边 界匹配的参考宏块，然后将参考宏块的像素值复制到所对应的当前I帧中的宏块；
步骤3、当前I帧中所有存在正确解码的相邻宏块的宏块完成错误恢复后，对剩余的不 存在正确解码的相邻宏块的宏块，通过生成候选运动矢量表的方法在上一帧的宏块中进行 边界匹配择优，选择相应的参考宏块；然后将参考宏块的像素值复制到所对应的当前I帧 中的宏块。上述技术方案在进行I帧的错误恢复时，根据相邻宏块的状态采用不同的宏块匹 配搜索方法，在提高视频的错误遮蔽效果的同时，兼顾了解码效率。上述技术方案对I帧采用帧间错误遮蔽策略，并未考虑场景变化剧烈程度的影 响，而当场景变化剧烈程度较小时，采用传统的帧内错误遮蔽方法可获得更好的图像效果， 为此本发明进一步引入了帧间相关系数的概念，用来表征场景变化的剧烈程度，并根据帧 间相关系数的大小自适应的选择所采用的错误遮蔽方法。具体而言，就是在上述技术方案 的步骤1与步骤2之间增加以下步骤
比较当前I帧的帧间相关系数P是否小于预先设定的阈值 ,如是，则转至步骤2 ；如 否，则采用帧内错误遮蔽方法进行错误遮蔽；所述预先设定的阈值 根据试验结果选取；所 述当前I帧的帧间相关系数々按照以下公式计算
权利要求
一种自适应的错误遮蔽方法，其特征在于，对于I帧错误，采用帧间错误遮蔽方法，所述帧间错误遮蔽方法包括以下步骤步骤1、将每一帧以像素为单位划分为宏块，的取值为4、8、16中任意一个；通过复制上一帧对应宏块的前向预测运动矢量，对当前I帧各宏块进行运动矢量的初始化；步骤2、对当前I帧中存在正确解码的相邻宏块的宏块进行错误恢复，具体为以该宏块的初始运动矢量所指向的宏块为起始宏块，使用快速搜索算法在上一帧中搜寻满足最佳边界匹配的参考宏块，然后将参考宏块的像素值复制到所对应的当前I帧中的宏块；步骤3、当前I帧中所有存在正确解码的相邻宏块的宏块完成错误恢复后，对剩余的不存在正确解码的相邻宏块的宏块，通过生成候选运动矢量表的方法在上一帧的宏块中进行边界匹配择优，选择相应的参考宏块；然后将参考宏块的像素值复制到所对应的当前I帧中的宏块。2010105493810100001dest_path_image001.jpg,2010105493810100001dest_path_image002.jpg
2.如权利要求1所述自适应的错误遮蔽方法，其特征在于，在步骤1和步骤2之间还包 括以下步骤比较当前I帧的帧间相关系数σ是否小于预先设定的阈值J如是，则转至步骤 2 ；如否，则采用帧内错误遮蔽方法进行错误遮蔽；所述当前I帧的帧间相关系数&按照以 下公式计算
3.如权利要求2所述自适应的错误遮蔽方法，其特征在于，所述《的值为16。
4.如权利要求3所述自适应的错误遮蔽方法，其特征在于，所述阈值 的取值范围为 5000-7000。
5.如权利要求4所述自适应的错误遮蔽方法，其特征在于，所述阈值 的取值为6000。
6.如权利要求1所述自适应的错误遮蔽方法，其特征在于，对于P帧和B帧的错误遮 蔽，采用生成候选运动矢量表的方法。
全文摘要
本发明公开了一种自适应的错误遮蔽方法，属于视频编解码技术领域。本发明方法在进行I帧的错误恢复时，引入了帧间相关系数来表征场景变化的剧烈程度，通过帧间相关系数与预先设定的阈值进行比较，自适应地选择所采用的错误遮蔽方法。本发明方法还根据相邻宏块的状态采用不同的宏块匹配搜索方法，在提高视频的错误遮蔽效果的同时，兼顾了解码效率。相较传统错误遮蔽方法，采用本发明方法，解码后可获得更好的视觉效果，且兼顾了解码效率与视频效果的平衡。
文档编号H04N7/32GK101986714SQ20101054938
公开日2011年3月16日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者周盛, 孙知信 申请人:南京邮电大学