[发明专利]基于运动信息的视频帧重要性评估方法

说明书

技术领域

本发明属于视频通信技术领域，涉及基于运动信息的视频帧重要性评估方法，可用于视频编解码系统和视频传输系统。

背景技术

随着多媒体技术以及通信网络的迅速发展，多媒体应用已成为Internet不可缺少的一部分，也逐渐成为人们日常生活的一部分。虽然目前多媒体应用有了很大的进步，但存在私有性，不够灵活，不能给用户提供满意的视觉体验，如Real Player及Windows Media Player。随着视频压缩技术的不断发展，如MPEG-4和H.264的出现，其利用帧间时间相关性和图像空间相关性获得高水平的压缩，增加了传输效率，但受误码扩散的影响比较大。同时由于网络环境的带宽条件、分组丢失或者比特错误等因素影响多媒体流的传输性能，导致媒体播放质量下降，因此必须对传输的视频数据使用多种差错控制方法。

多媒体应用实现差错控制有开环和闭环两种方式。开环方式在前向信道中实现差错控制，不需要反馈信息，一定条件下可以有效的提高数据传输质量，但会引入较大的开销和较高的计算复杂度，发端不能预测丢包情况，算法灵活性差，特别是针对时变的传输网络。闭环方式主要利用现有网络条件的反馈信息自适应错误控制，该方式会增加传输时延，但只需较小的带宽和处理代价就能有效恢复丢失数据，不会给网络增加过多负担，主要方法是重传。近年来，人们在视频通信中提出使用选择性重传方法，该方法只选择重传部分丢失数据包，不仅节省了带宽资源和运算处理代价，还降低了传输时延，成为视频差错控制算法中的研究热点。码流经过封装后得到的不同数据包对恢复视频质量的影响不同，有些数据包对恢复视频质量影响很大，有些数据包对恢复视频质量影响不大。选择性重传方法通常选择重传那些对恢复视频质量影响较大的丢失数据。这就要求评估视频数据的重要性，以方便选择重传的实现。

在视频压缩与传输技术中，视频帧重要性的评估方法主要有以下两种：

1)均方误差MSE方法，这种方法是利用一帧图像丢失造成的信道失真值作为这一帧图像的重要性，该失真值包括两部分：第一部分是误码掩盖失真MSE_EC，即第n帧丢失时使用第n-1帧的解码图像代替所造成的失真，可以表示为：

MSEEC(n)=1MNΣx=1MΣy=1N[fn(x,y)-fn-1′(x,y)]2]]>

其中f_n(x，y)表示第n帧的原始图像像素值，f′_n-1(x，y)表示第n-1帧的解码图像像素值，M，N表示一帧图像的宽和高；

第二部分是误码扩散失真MSE_EP，即第n帧丢失给后续帧造成的失真，可以表示为：

MSE_EP(n)＝(L-n-1)·MSE_EC(n)

其中MSE_EC(n)表示第n帧的误码掩盖失真值，N表示GOP的长度。

第n帧的重要性值即第n帧丢失造成的信道失真值D_C(n)，可以表示为：