一种适用于无线视频传输I帧的稳健容错算法

在没有服务质量保证的无线传输环境中，按照传统视频编码标准压缩的码流很容易遭到破坏，这在I帧中尤为突出。因此需要对传统视频压缩标准加以改进以提高在无线传输环境中的自身容错性能。针对这一问题提出了一种用于提高视频流I帧容错能力的算法。该算法首先对视频流中不同部分对发生在自身的码位错误所引起误差传播的敏感度进行分析，然后以此分析结果和I帧重建中码流信息的不同重要性作为决定I帧码流中重要信息的原则，最终通过对这些I帧中的重要信息加以保护、提取和集中，以减少发生帧内误差传播范围。通过H.263＋baseline测试码流在加性高斯白噪声无线信道仿真实验的结果可以证明，该算法在增加少量冗余信息和计算复杂度的情况下，相比参考算法在主观和客观质量上都有较大幅度的提高。     

一种适合3G网络传输的H.264 实时视频容错编码

为了在3G网络上传输H.264实时视频流,提出了一种鲁棒性容错编码策略.该系统首先将视频序列分成两个子序列分别进行编码,并在不同路径中传输,以降低因信道突发错误而造成连续丢包的概率,对丢失的数据则采用高精度的双向加权运动补偿进行预测.为了使出错子流快速恢复正常解码状态,采用多参考帧策略,使用正确解码子流的参考帧作为出错子流的参考帧来进行预测编码,以消除误差扩散.实验结果表明,该方法在无线网络环境中不仅能有效地抵抗误码和丢包对传输图像质量的影响,而且能保证视频流的正常播放和改善图像质量.与相关方法比较,该方法提高重建图像质量超过0.6dB.     

无线上行视频流的跨层容错传输方法

如何通过资源受限的移动通信终端提升无线上行视频流的抗误性能是亟待解决的重要问题。通过不同通信层次的联合调度,提出了一种跨层容错传输方案。移动通信终端的网络层代理首先利用容错包调度为视频流的延时约束帧集合提供重要性分类,随后该终端的链路层代理利用无线链路单元的优先级调度实现选择性重传。在调度延时与传输带宽限制下,跨层容错传输能够将突发错误转移到延时约束帧集合的低优先级视频数据中,从而在突发易错传输环境中实现了无线链路单元粒度的渐进式传输和平稳退化。     

一种基于优先级区分的视频流传输控制算法

视频流传输控制对于提高网络服务质量具有重要意义.分析了MPEG视频流编码和传输特性,通过引入流间优先级和流内优先级机制,提出了一种基于优先级区分的视频流传输控制算法(PDVT),对不同类型的帧标记上不同的优先级,并进行优先级区分的调度.采用流间优先级机制区分MPEG流和其它网络流量,采用流内优先级机制区分MPEG视频流中不同类型帧的优先级.仿真实验表明,提出的PDVT算法能够向不同优先级流提供区分服务,大大提高了视频流传输质量,从而验证了算法的有效性.     

码率可分级小波视频编码算法的研究

对于多种视频传输业务,传统的分层可分级性已不能很好地满足要求,编码器需要提供码率可分级性.采用改进的零树小波编码算法生成了高性能的嵌入式码流,实现了一个码率可分级视频编解码器.而在码率可分级编解码算法中,同一码流需要在较大的码率范围内保持编码效率.目前的解决方案在目标码率提高时,重建图像的质量得不到有效的改善.指出了码率可分级编码算法不仅要考虑误差扩散问题,还要考虑帧间依赖关系,并提出了一种新的算法.实验结果表明,该算法使同一码流能在多种码率下提供更好的重建图像的质量,而且所提算法可用于其他采用运动补偿算     

基于IEEE 802.11无线局域网的视频流接入控制

从理论上分析了基于IEEE802.11b无线局域网的UDP可用带宽,重点分析了视频码流数目N、视频帧率与视频帧的平均帧长度间的关系,给出了分析结果。在此基础上,说明了无线局域网上视频流接入控制机制的必要性。实验结果表明,其结果很好地反映了802.11无线局域网上视频码流传输的实际特性,为实现基于IEEE802.11无线局域网的视频流接入控制提供了依据。     

一种基于优先级区分的视频流传输控制算法

视频流传输控制对于提高网络服务质量具有重要意义。分析了MPEG视频流编码和传输特性,通过引入流间优先级和流内优先级机制,提出了一种基于优先级区分的视频流传输控制算法（PDVT）,对不同类型的帧标记上不同的优先级,并进行优先级区分的调度。采用流间优先级机制区分MPEG流和其它网络流量,采用流内优先级机制区分MPEG视频流中不同类型帧的优先级。仿真实验表明,提出的PDVT算法能够向不同优先级流提供区分服务,大大提高了视频流传输质量,从而验证了算法的有效性。     

一种多路传输可伸缩视频流的分组调度算法

由于无线网络带宽不足,不能满足高质量视频的传输要求,终端用户往往会遭受频繁的播放中断.为了解决上述问题,一种可能的办法是利用终端的多模特性并发地多路传输视频流.多路传输视频流的关键技术之一是分组调度算法,即将视频分组分配到适合的接口进行传输.本文研究了一种多路传输可伸缩编码视频流下基于质量驱动的分组调度算法.为了最大限度地提升接收端的视频质量,该分组调度算法考虑了接入网络的特性以及视频帧的特征.在本文中,视频数据包调度的问题建模为一个受限多重背包问题,而这个问题是已知为NP-hard的.然后,提出了一种分组调度算法,将视频分组调度到合适的接入网进行传输.在NS-2仿真软件中使用真实的视频trace文件去验证该算法利用多模终端传输可伸缩编码视频的性能.仿真结果表明,分组调度算法在PSNR上优于速率控制算法和传统的round-robin算法.     

一种嵌入视频流的丢包自测量方法

现有的丢包主动测量方法是通过探测流的丢包信息去推测网络的丢包特性,进而推测特定应用流的丢包,测量结果不能准确获知某一给定应用流的丢包情况.由于丢包通常属于短时间、小概率事件,要更加准确地测量丢包就意味着需延长测量时间,或者提高探测流的发送速率以及时发现丢包,这将不可避免地增加网络的额外负载.分析了不同类型帧损伤的影响,并以MPEG-4,H264 视频为研究对象,通过对其码流结构特点及RTP 封装策略的分析,提出一种将测量信息嵌入到视频用户数据域(User_Data)的丢包测量方法PLBU(packet loss measurement based on User_Data).该方法利用视频码流信息完成对丢包的探测,不影响视频的正常播放,不需要注入新的探测流,极大地降低了因测量而引入的额外负载.NIST Net 及Planetlab 等实验结果表明,该算法不仅丢包测量准确性高,且可提供丢包所属视频帧类型等信息,如视频中I,P,B 帧的数据包丢失的情况.借助该测量方法,服务提供商可评测网络视频流丢包,并分析视频体验质量(QoE)变化情况,且不受视频流在网络传输中的优先级影响.     

一种适用于H.264的时域差错掩盖改进算法

视频压缩码流在信道传输时 ,由于受到信道带宽或者稳定性的影响 ,容易发生数据的损坏或者丢失 ,这样不仅会对当前的视频帧产生影响 ,而且差错会延续到随后的视频帧 ,因此 ,需要采用某种技术来降低差错的影响。针对这一问题 ,在对最新视频压缩标准 H.2 6 4研究的基础上 ,基于 H.2 6 4标准的框架 ,对已有的差错掩盖算法进行了改进 ,提出了适合 H.2 6 4编码标准的时域子块匹配差错掩盖算法。该算法首先采用 8× 8的子块代替 16× 16的宏块 ,作为差错掩盖的运算单元 ,然后对不同的子块采用不同的边界像素 ,利用边界匹配算法 ,并通过改进的 1/ 4像素精度菱形搜索法在参考帧内找到最佳匹配块。实验结果证明 ,由于该算法有效地利用了 H.2 6 4压缩码流里的信息 ,因此 ,同传统的时域差错掩盖算法相比 ,对差错信号有更好的恢复效果。     

跳帧转码的运动矢量合成研究

由于终端设备、通信网络的异构性，视频服务需要提供跳帧转码功能，而直接使用输入码流运动矢量的视频跳帧算法导致视频质量下降严重．在前向主导运动矢量选择算法的基础上，讨论了运动矢量合成时运动矢量越界和主导帧内块不同处理方法对视频质量的影响，提出基于帧内刷新结构的前向主导运动矢量选择算法．实验结果表明，该算法可以有效阻断错误漂移，降低码率，提高视频质量．     

3G对话式视频业务中H．264／AVC的容错策略

3G通信技术的出现使对话式无线视频业务成为可能，而且最新的3GPP／3GPP2标准要求3G终端支持H．264／AVC视频编解码技术，但由于无线网络传输的误率高，因此必须为3G对话式视频业务提供相关的容错技术；同时由于硬件的限制，3G终端只支持部分H．264／AVC的容错工具。针对上述问题，根据3GPP／3GPP2标准，在对H．264／AVC中的各种容错工具在基于分组交换的3G对话式视频业务中的适用性进行分析的基础上，给出了一些实用性的容错方案。这些容错方案的性能经过一般测试条件测试，实验结果表明，能够得到比较满意的纠错效果。同时通过对各种实验数据的分析可见，在这种低带宽、高误码率的环境中，若编码时采用复杂度低的FMO方式，再辅以合适的帧内编码块刷新模式，则可以充分利用帧内宏块的空间相关性，以便在有限的带宽内能得到更好的纠错能力。     

基于可变尺寸块运动矢量恢复的H.264时域差错掩盖算法

针对H.264帧间预测编码的新特点,提出了一种基于可变尺寸块运动矢量恢复的时域差错掩盖算法。该算法首先利用相邻宏块编码模式的相关性,根据周围宏块的编码模式判断受损宏块的编码模式及运动矢量恢复的宏块划分方式,分别对各个划分的子块进行运动矢量的恢复;然后利用相邻块运动矢量参考帧的相关性,根据相邻块运动矢量的参考帧确定匹配使用的参考帧;最后采用边缘失真匹配方法恢复运动矢量。实验结果表明,该算法同传统的差错掩盖算法相比,由于支持不同尺寸块运动矢量的恢复,因此,算法对差错信号能够获得更好的恢复效果。     

H.264中基于多宏块模式的时域误码掩盖算法

视频压缩码流在信道传输时,由于受到信道带宽或者稳定性的影响,容易发生数据的损坏或者丢失,这样不仅会对当前的视频帧产生影响,而且差错会延续到随后的视频帧,因此,需要采用某种技术来降低差错的影响.新一代视频压缩标准H.264支持多种分块大小的运动补偿,分块大小范围从16×16到4×4,因此,在H.264中一个宏块最多可能有16个运动矢量,这些信息都可以用于时域的误码掩盖.为此,提出了一种基于多宏块分割模式的时域误码掩盖算法,根据相邻宏块的分割模式,每个丢失宏块被自适应的划分为大小不同的子块进行掩盖.实验结果表明,该算法可以得到比传统算法更好的视频质量.     

Packet loss resilience using unequal forward error correction assignment for video transmission over communication networks

Forward error correction (FEC) methods have been developed for packet loss resilience in application layer for real-time video transmission over communication networks. In this paper, an efficient packet loss resilience method is proposed using closed form solution for unequal FEC assignment based on a new packet distortion model. We first derive the packet distortion model by investigating the error concealment property and error propagation effect in H.264. To select the source and channel rate minimizing the overall distortion, we present a model-based rate allocation algorithm using the packet distortion model and rate-distortion function. Then we propose the closed form solution for unequal FEC assignment, which uses the packet distortion model and considers channel status information. Simulation results show that the proposed method gives substantial improvement for the received video quality in packet-lossy Internet and wireless network environments, while it requires much less computational complexity compared to the previous scheme.     

丢包环境中H.264视频编码的快速模式判决

目的 视频编码中传统的快速模式判决算法通常基于对视频源特性的分析,但如果考虑到信道传输中的差错,编码模式的率失真特性就会随之改变,快速模式判决算法的性能也会随之下降,需要考虑丢包环境对快速模式判决算法进行优化。方法 为了解决这一问题,首先分析了丢包环境下各种编码模式的端到端率失真特性,在此基础上提出了一个分层结构的快速模式判决算法。通过快速估计出丢包环境下skip和intra模式的编码率失真代价,进而将模式判决的路径划分为non-intra和non-skip。结果 将本文算法与基于遍历算法的容错视频编码算法进行对比实验,本文算法平均可以降低50%左右的编码时间,同时几乎不会降低率失真性能。结论 实验结果表明,在对丢包环境下端到端率失真代价进行估计的基础上,所提出的分层结构快速模式判决的算法,可以在保证解码端图像质量的同时,显著节省编码时间,满足实时视频通信中对低复杂度和鲁棒性的要求。     

基于H.264的误码隐藏技术

为了在高误码环境下提高视频通信质量,提出一种改进的基于H.264的误码隐藏技术。对于帧内编码图像,根据图像直方图信息计算图像的光滑特性,然后自适应地选择线性插值的方法。对于帧间编码图像,根据不同大小块编码类型和多参考帧的特性,能够更准确地估计出丢失的MV,进行时域误码隐藏。实验表明,此方法同H.264参考软件JM11.0方法相比,具有更好的主客观图像恢复质量。