internet上视频和图象传输的错误控制技术

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1、天津大学博士学位论文Internet上视频和图象传输的错误控制技术姓名：梁柱申请学位级别：博士专业：信号与信息处理指导教师：王兆华20030101中文摘要传统的低码率视频和静止图象压缩标准(如H．261、H．263、JPEG2000)为了达到更高的压缩效率，并没有充分考虑数据丢失的影响。因此当压缩后的视频数据经过打包在无Qos保证的Intemet上传输时，数据丢失不但会影响当前帧还会连续扩散到以后的解码帧从而导致图像质量的严重恶化，必须采用相应的错误控制技术。本文主要针对该问题，分别在图象编码端和解码端提出若干错误控制技

2、术提高视频和图象传输的抗误码性能。本文首先建议了一种新的基于宏块级的交叉打包算法，属于同一帧的视频压缩数据根据打包规则存放到多个数据包中。该打包算法防止数据丢包造成连续几个GOB同时丢失的情况出现，从而能够保证有足够多的数据用于后续的数据恢复过程。错误掩盖算法是在解码端较为常用的错误控制技术，当图象信源特征使用马尔可夫任意场模型描述时，本文提出的空域掩盖算法能够获得丢失数据的最大后验估计；利用时间相关信息的时域掩盖算法在前一帧图象中根据块匹配和运动一致性原则使用完全搜索法寻找最匹配的宏块。建议的新的三步搜索法在图象恢复质

3、量有少许下降的前提下，比完全搜索法的运算量减少了20倍左右，从而适应实时应用的要求。由于单纯地使用一类掩盖算法往往不能收到理想的图象恢复效果，空域掩盖算法会造成图像的钝化，而时域算法在处理大运动的图像区域时会产生明确的方块效应。因此本文建议的混合掩盖算法同时利用时间和空间相关信息，该算法针对每个丢失宏块，根据其周围部分的运动量大小自适应地选择最合适的掩盖算法从而弥补了两者的缺陷。帧内编码是最常用和有效的消除错误衍生的算法。本文建议了一种新的基于错误掩盖算法的宏块刷新算法。当丢包发生时，该算法及时刷新受错误影响严重的图象区

4、域，实验证明，该算法比任意宏块刷新算法只增加很小的码流量。本文提出的主动防错算法改变了图象的运动预测顺序，该措施和FEC以及重传措施联合使用消除了丢包造成的错误衍生现象。根据当前网络状况自适应调节编码参数的算法更进一步提高了系统的抗丢包性能。最后，本文提出了几种措施保护可变速率编码方法(SPIHT)编码的静【f=图象的传输，抑制了信道误码对图象质量的消极影响。关键词：错误控制；错误掩盖；小波变换；时域掩盖；空域掩盖；模式选择ABSTRACTWhentransmittingcompressedvideoandimageov

5、ertheinternetwhichonlyisabest．effort，packet．switchedandunreliablenetwork，onehastodealwithhowpacketlossaffectsthedecodingprocess．Becausetraditionalcodingalgorithmsareusuallydesignedtooptimizecompressionratioinallerror-freeenvironmentbutnotforthecurrentInternet，the

6、packet10SScanaffectnotonlvthecurrentpictureframebutalSOsuccessiveframesothatthequalityofthevideowillbedegradedseriouslyThisconflictpresentsanumberofchallengesforhigh—qualityimageandvideotransmissions．Inthisthesis，wedescribesomeerrorcontroltechniquestoaddressthisk

7、indofproblemWeproposethetechniqueforpackingcompressedvideodataofthesameframeintoseveralpackets．Whenpacketlosshappens，thistechniqueCanpreventthelostoftheentireGOBdataSOastosupplycorrectdataenoughtothefollowerrorrecoveryprocess-Wethendescribespatialandtemporaltechn

8、iquesfortherecoveryof10stmacroblocksSpatialrestorationisperformedbymodelingtheimageasaMarkovRandomField(MRF)andthenobtainthemaximumaposterioriestimateofthemiss