专利名称：基于模糊分类的帧间误码掩盖方法
技术领域：
本发明是一种可视通信中发生误码情况下，视频信号的后处理恢复方法，属于基 于宏块编码的视频通信技术领域。
背景技术：
视频通信是数据通信的主要应用方向之一。视频传输已得到越来越广泛的应用， 如公用电话网上的可视电话，移动通信网上的视频通信，Internet上的视频流传输等。这 些网络或者是误码易发的通信环境，或者是无服务质量(QoS，Quality of Service)保证的 通信环境。在这些通信网络中，由于实时通信的要求，或由于信道的带宽有限，或由于信道 特性的不同，往往前向纠错编码(FEC，Forward Error Correction)的能力有限，更难以采 用自动请求重传(ARQ，Automatic Repeat Request)的方式来改善传输质量。尽管近来有 关提高视频传输QoS的方法较多，而且，其中也有不少确实能够显著地克服误码(丢包)影 响，提高图像质量的措施，但是这些措施并不能保证完全地纠正传输差错，因而接收端必然 会或多或少地收到一定量的误码或引起数据包(Packets)的丢失，从而使解码图像质量下 降或严重下降，甚至不能成像。在这种情况下，要纠正这些误码已是不可能的了。因此，只 有采用误码掩盖的方法，尽量降低误码对重建图像质量的影响，为观察者提供一定主观质 量保证的视频图像。这就是一种基于解码端的误码处理方法即误码掩盖的方法。这种方 法不增加编码器的复杂度，不增加编码码流的冗余度，因此不增加通信的传输负担；这种方 法是属于视频信息的后处理方法，原则上对任何图像编解码格式和标准都适用，因此其应 用范围很广。
发明内容
技术问题本发明主要是提供一个基于模糊分类的帧间误码掩盖方法，能够在发 生误码的情况下，为视频通信系统提供较高质量的视频图像。技术方案本发明主要包括三个方面的内容一是建立已解码帧的缓存区，并对 已解码帧进行模糊特征值提取，并通过已经训练好的模糊分类器进行分类；二是利用已解 码帧缓存区中的模糊分类器判决为可用的所有已解码帧对当前解码帧的丢失宏块进行帧 间误码掩盖；三是对有所的可用重建帧对当前误码帧进行误码掩盖后的数据进行拟合，得 到最终的误码掩盖的结果。本发明的基于模糊分类的帧间误码掩盖方法是首先确定已解码帧缓存集合F = IFijF2,.. .，FM}，然后依次计算集合F中每个元素Fi与当前解码帧Fn的模糊特征向量&Λ， 模糊分类器利用特征向量对已解码帧缓存集合F的元素进行分类，得到当前解码帧Fn 在误码掩盖时可以利用的已解码帧集合G= {FJi; Fj2，...FjJ，然后依次利用已解码帧集 合G中的解码重建帧Fu对当前帧Fn的误码区域进行估值得到图像，最后对估值集合 五二 {i#,A: = l，■·,{/}的数据进行拟合得到的误码掩盖重建图像‘；其中M为集合F中元素个数，ie {1，2，...，M}，U为可用解码帧的个数，k e {1，2，...，U}，η为已经解码的帧数。j 为可用解码帧的标示。计算集合F中每个元素Fi (其中i e {1，2，...，M})与当前解码帧Fn的模糊特征 向量，模糊特征向量具体形式为=(X1J2AJ4J5)，其中X1表示已解码帧Fi的宏 块丢包特性；X2表示已解码帧Fi与当前解码帧FnW相似度；x3表示已解码帧Fi与当前解码 帧？ 在时间上相离程度；x4表示已解码帧Fi与当前解码帧Fn的编码量化相关程度；x5表示 已解码帧Fi的误码扩散程度。模糊分类器利用特征向量对已解码帧缓存集合F的元素进行分类，其模糊分 类器的模糊规则为设模糊向量=O1,x2,x4,X5)有 X1 = Ei1, X2 = a2, X3 = a3, X4 = a4, X5 = a5,则输出变量y = u1a1+u2a2+u3a3+u4a4+u5a5, Ji ψ Ub 为模糊系统的参数，b = 1，2， 3 j · · 5 j若y彡0. 5，则以解码重建帧Fi可用于帧间误码掩盖；若y < 0. 5，则以解码重建 帧Fi不能用于帧间误码掩盖。模糊分类器的模糊规则中的参数通过训练样本得到，具体方法为利用训练的样 本，求解方程组的最小二乘解得到模糊分类器的参数Ui。估值集合￡ = {&,，& = 1,···,^/}的元素进行拟合得到误码掩盖重建图像，即
权利要求
一种基于模糊分类的帧间误码掩盖方法，其特征是首先确定已解码帧缓存集合F＝{F1，F2，...，FM}，然后依次计算集合F中每个元素Fi与当前解码帧Fn的模糊特征向量模糊分类器利用特征向量对已解码帧缓存集合F的元素进行分类，得到当前解码帧Fn在误码掩盖时可以利用的已解码帧集合G＝{Fj1，Fj2，...FjU}，然后依次利用已解码帧集合G中的解码重建帧FJk对当前帧Fn的误码区域进行估值得到图像最后对估值集合的数据进行拟合得到的误码掩盖重建图像其中M为集合F中元素个数，i∈{1，2，...，M}，U为可用解码帧的个数，k∈{1，2，...，U}，n为已经解码的帧数，j为可用解码帧的标示。FSA00000248142000011.tif,FSA00000248142000012.tif,FSA00000248142000013.tif,FSA00000248142000014.tif,FSA00000248142000015.tif
2.根据权利要求1所述的基于模糊分类的帧间掩盖方法，其特征是计算集合F中每个元素Fi与当前解码帧FnW模糊特征向量Iy^，模糊特征向量具体形式为,f =，其中X1表示已解码帧Fi的宏块丢包特性；χ2表示已解码帧Fi与当前解码帧FnW相似度；χ3表示已解码帧Fi与当前解码帧Fn在时间上相离程度；χ4表示已解 码帧Fi与当前解码帧Fn的编码量化相关程度；χ5表示已解码帧Fi的误码扩散程度。
3.根据权利要求1所述的基于模糊分类的帧间掩盖方法，其特征是模糊分类器利用 特征向量Ii^对已解码帧缓存集合F的元素进行分类，其模糊分类器的模糊规则为设模糊向量文/^F11 =(而,I2,X3J4J5)有 Xi = B1, X2 = a2, X3 = a3, X4 = a4, X5 = a5, 则输出变量 y = u1a1+u2a2+u3a3+u4a4+u5a5, Ub 为模糊系统的参数，b = 1,2,3, ..5, 若y > 0. 5，则以解码重建帧Fi可用于帧间误码掩盖；若y < 0. 5，则以解码重建帧Fi 不能用于帧间误码掩盖。
4.根据权利要求3所述的基于模糊分类的帧间掩盖方法，其特征是模糊分类器的模 糊规则中的参数通过训练样本得到，具体方法为利用训练的样本，求解方程组的最小二乘 解得到模糊分类器的参数Ui。
5.根据权利要求1所述的基于模糊分类的帧间掩盖方法，其特征是估值集合五ygx...，^的元素进行拟合得到误码掩盖重建图像& mF -Eji,为加权系数。
全文摘要
本发明是一种基于模糊分类的帧间误码掩盖方法，属于基于宏块编码的视频通信技术领域。本发明主要包含三个内容一是建立已解码帧的缓存区，并对已解码帧进行模糊特征值提取，并通过已经训练好的模糊分类器进行分类；二是利用已解码帧缓存区中的模糊分类器判决为可用的所有已解码帧对当前解码帧的丢失宏块进行帧间误码掩盖；三是对有所的可用重建帧对当前误码帧进行误码掩盖后的数据进行拟合，得到最终的误码掩盖的结果。
文档编号H04N7/68GK101964913SQ20101026638
公开日2011年2月2日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者唐贵进, 干宗良, 朱秀昌, 詹学峰 申请人:南京邮电大学