专利名称：一种空域自适应的h.264视频i帧差错掩盖方法
技术领域：
本发明涉及视频传输差错控制技术领域，尤其是涉及一种空域自适应的H. 264视频I帧差错掩盖方法。
背景技术：
H. 264视频压缩编码标准以其高效的压缩性能和灵活的网络适配性，使其成为当前各种多媒体通信系统中采用的首选压缩标准，广泛应用于视频会议、可视电话、视频监控以及IPTV等终端产品中。然而，H. 264高效压缩的视频码流对网络传输差错(如码流误码、码流丢包等)也更敏感，一旦出现差错，终端解码重建的视频帧质量将急剧下降。虽然H. 264标准采用了一系列新的抗差错技术，但其仍需与其它的差错控制技术相结合，以提高压缩码流的抗差错能力。作为H. 264视频预测链起始帧的I帧，其因传输而导致宏块丢失的差错将影响后面一系列帧的重建。因此对I帧的差错掩盖显得十分重要。差错掩盖可以利用视频序列在时域和空域的相关性，从时域和空域对丢失宏块进行差错掩盖。对I帧的差错掩盖一般在空域进行。目前已有多种针对I帧的空域差错掩盖方法，如线性插值方法、基于边缘方向插值方法以及空域自适应掩盖方法等等。线性插值方法采用相邻宏块边界像素的加权平均值来替代丢失宏块中相应像素点的值，这类方法能很好地恢复出图像中的平滑区域。基于边缘方向插值方法估计丢失宏块中存在的边缘，沿边缘方向对丢失像素点进行加权线性插值，这类方法能很好地恢复出图像中的边缘纹理信息，缺点是估计不准确易会产生虚假边缘。而空域自适应掩盖方法将丢失宏块分类为含不同纹理信息的块，对不同的块自适应地采用不同的掩盖方法，缺点是传输差错情况对掩盖的效果有较大影响。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种空域自适应的H. 264视频I帧差错掩盖方法，其在H. 264视频传输差错情况下对视频I帧进行差错掩盖，以改善I帧的视频重建质量，抑制I帧差错在视频预测链中的扩散。本发明的发明目的通过以下技术方案来实现一种空域自适应的H. 264视频I帧差错掩盖方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(I)将I巾贞图像的纹理信息的全部边缘方向划分为16个方向，每个方向赋予一个计数器；(2)逐个获取丢失宏块，对于每个丢失宏块，分别选择该丢失宏块周围合理区域作为边缘检测区域，然后将边缘检测区域内每个像素的边缘方向映射到步骤(I)中定义划分的整数个方向上，如果像素映射后的边缘方向通过该丢失宏块，则把该像素的边缘矢量幅度累加到对应方向的计数器，再然后分别判断各计数器的累加值是否超过阈值T，并将超过阈值T的计数器对应的边缘定义为通过该丢失宏块的“强边缘”，最后判断丢失宏块的强边缘个数是否为O，若为O则为“平滑块”，若强边缘个数大于I，则为“边缘块”；(3)对于“平滑块”，采用双线性插值方法进行差错掩盖；(4)对于“边缘块”，采用多方向插值加权平均的方法进行差错掩盖，完成对丢失宏块的差错掩盖。优选的，步骤(2)中所述的分别选择该丢失宏块周围合理区域作为边缘检测区域的方法为，选择丢失宏块的左上、上面、右上相邻宏块的下半部分16X8区域、左相邻宏块的右半部分8X16区域、右相邻宏块的左半部分8X16区域以及左下、下面、右下相邻宏块的上半部分16X8区域作为边缘检测区域。优选的，当8个相邻宏块中的某些宏块也丢失时，对这些宏块所包含的区域不进行边缘检测。优选的，步骤(2)中所述的将边缘检测区域内每个像素的边缘方向映射到步骤
(I)中定义划分的整数个方向上的方法为，计算出边缘检测区域内的每个像素点Pi, j的边缘方向a (i, j)后，把Pi,j的边缘方向重新定义为16方向Dtl, D1,...，D15中的某一个Dk，Dk的
计算方法如下
权利要求
1.一种空域自适应的H. 264视频I帧差错掩盖方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)将I帧图像的纹理信息的全部边缘方向划分为16个方向，每个方向赋予一个计数器；(2)逐个获取丢失宏块，对于每个丢失宏块，分别选择该丢失宏块周围合理区域作为边缘检测区域，然后将边缘检测区域内每个像素的边缘方向映射到步骤(I)中定义划分的整数个方向上，如果像素映射后的边缘方向通过该丢失宏块，则把该像素的边缘矢量幅度累加到对应方向的计数器，再然后分别判断各计数器的累加值是否超过阈值T，并将超过阈值 T的计数器对应的边缘定义为通过该丢失宏块的“强边缘”，最后判断丢失宏块的强边缘个数是否为0，若为O则为“平滑块”，若强边缘个数大于1，则为“边缘块”；(3)对于“平滑块”，采用双线性插值方法进行差错掩盖；(4)对于“边缘块”，采用多方向插值加权平均的方法进行差错掩盖，完成对丢失宏块的差错掩盖。
2.根据权利要求1所述的一种空域自适应的H.264视频I帧差错掩盖方法，其特征在于，步骤(2)中所述的分别选择该丢失宏块周围合理区域作为边缘检测区域的方法为， 选择丢失宏块的左上、上面、右上相邻宏块的下半部分16X8区域、左相邻宏块的右半部分 8X 16区域、右相邻宏块的左半部分8X 16区域以及左下、下面、右下相邻宏块的上半部分 16X8区域作为边缘检测区域。
3.根据权利要求2所述的一种空域自适应的H.264视频I帧差错掩盖方法，其特征在于，当8个相邻宏块中的某些宏块也丢失时，对这些宏块所包含的区域不进行边缘检测。
4.根据权利要求1所述的一种空域自适应的H.264视频I帧差错掩盖方法，其特征在于，步骤(2)中所述的将边缘检测区域内每个像素的边缘方向映射到步骤(I)中定义划分的整数个方向上的方法为，计算出边缘检测区域内的每个像素点Pi,」的边缘方向a (i，j) 后，把Pu的边缘方向重新定义为16方向Dtl, D1, . . .，D15中的某一个Dk，Dk的计算方法如下一 a(i,j) < 5.625° 或 a (ZJ) > 174.375°
5.根据权利要求1所述的一种空域自适应的H.264视频I帧差错掩盖方法，其特征在于，步骤(2)中所述的阈值T的取值与丢失宏块周围相邻宏块的差错状态相关，定义为Τ =tXNNB，其中，Nnb为丢失宏块周围相邻8个宏块中无差错的宏块数量，t为幅度门限。
6.根据权利要求1所述的一种空域自适应的H.264视频I帧差错掩盖方法，其特征在于，步骤(2)中的像素的边缘方向和像素的边缘矢量幅度是通过索贝尔算子计算得出。
7.根据权利要求1所述的一种空域自适应的H.264视频I帧差错掩盖方法，其特征在于，步骤(3)所述的双线性插值方法为，对于“平滑块”中的每个像素点Pu采用双线性插值方法计算其值，Pi ,· = ( Σ BiX (η-φ))/ Σ (η-φ)，其中％为相邻宏块的边界像素，η是宏块的垂直或水平尺寸大小，Cli为像素Bi到像素Pu的距离。
8.根据权利要求7所述的一种空域自适应的H.264视频I帧差错掩盖方法，其特征在于，该方法还包括步骤若丢失宏块的相邻宏块也丢失，则该相邻宏块的边界像素不参与加权插值；若丢失宏块相邻无差错的宏块的个数小于2个，则已掩盖相邻宏块的边界像素也参与到此加权插值过程中。
9.根据权利要求1所述的一种空域自适应的H.264视频I帧差错掩盖方法，其特征在于，步骤⑷所述的多方向插值加权平均的方法，首先分别沿各强边缘方向Dl (I < I < 15)对丢失宏块进行加权线性插值
10.根据权利要求9所述的一种空域自适应的H.264视频I帧差错掩盖方法，其特征在于，该方法还包括步骤，在整个丢失宏块方向插值后，对宏块中未恢复的像素点进行一次中值滤波，用周围已恢复像素点的中值作为未恢复像素点的值。
全文摘要
本发明为一种空域自适应的H.264视频I帧差错掩盖方法，涉及视频传输差错控制技术领域；其包括步骤将I帧图像纹理信息的全部边缘方向归分为16个方向；逐个获取丢失宏块，根据各自邻域内的传输差错情况选择合理区域进行边缘检测，按照16个边缘方向划分预测出通过丢失宏块的强边缘，将强边缘个数为0的丢失宏块判为平滑块，将强边缘个数大于1的丢失宏块判为边缘块；对平滑块，采用双线性插值方法进行差错掩盖；对边缘块，采用多方向插值加权平均的方法进行差错掩盖，完成对丢失宏块的差错掩盖。本发明可以在H.264视频传输差错情况下，恢复出I帧图像中丢失的纹理信息，实现良好的I帧差错掩盖效果，有效抑制了视频差错在视频预测链中的扩散。
文档编号H04N7/64GK103051903SQ20121056777
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者徐锦亮, 申及 申请人:四川九洲电器集团有限责任公司