[发明专利]一种针对移动网络视频通信应用的实时误码掩盖方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对移动网络视频通信应用的实时误码掩盖方法和装置，以克服在移动网络传输中，由于数据误传、数据报丢失、传输延迟所产生的视频质量下降的问题，进而提高移动视频通信应用的质量。

根据本发明实例，移动视频通信的压缩视频数据在发送到网络之前进行数据分包。在移动数据网络中，由于数据误传、数据报丢失、或传输延迟所造成的误码是不可避免的。如果一个数据报出现了误码，那么在视频解码器端就不能准确获得该报中的视频信息。误码掩盖技术可以来恢复误码所造成的数据损失，使误码对视频质量的影响最小化。一般而言，视频误码掩盖方法的工作原理基于以下两种误码掩盖技术：

-空域掩盖：根据同一视频帧中邻近的正确视频数据通过插值来恢复误码视频数据，其依据是同一视频帧中邻近像素的取值是近似的；

-时域掩盖：通过恢复误码视频块的运动矢量，使用该运动矢量对应的参考帧中的视频块取代误码视频块，就可以完成误码掩盖过程，该方法的依据是同一视频序列中邻近视频帧的相关度高。

空域掩盖方法的缺点是视频信号的高频部分损失严重，从而造成恢复后的图像不清晰，更重要的是该方法需要对视频块中的所有像素进行插值运算，计算复杂度高；而时域掩盖方法只需要恢复误码视频块的运动矢量以及视频块的复制就可以实现整个数据块的恢复。在误码数据恢复的效果和计算复杂度两个方面，时域掩盖方法均优于空域掩盖方法。就移动视频通信应用而言，场景变化小，相邻视频帧的相关度高，这样就可以使用时域掩盖方法对视频通信应用中的误码进行修复。

本发明针对移动网络视频通信应用的实时误码掩盖方法和装置定义了一个误码视频块的时域相关系数的参数，通过计算误码视频块的时域相关系数来确定估算误码视频块运动矢量的方法。当误码视频块的时域相关系数不小于某一设定的阈值时，使用帧内的视频信息恢复误码块的运动矢量；否则，使用参考帧的视频信息恢复误码块的运动矢量。

原则上讲，本发明所提供的针对移动网络视频通信应用的实时误码掩盖方法和装置可用于任何消费电子设备，包括手机，平板电脑等。另外，本发明针对移动网络视频通信应用的实时误码掩盖方法和装置可用来处理任何分层视频压缩格式掩盖网络传输错误，如：MPEG(运动图像专家组的缩写)和H.26x等视频编解码标准。

背景技术

无线信道容易发生错误，如传输比特误码、数据报丢失和数据传输延迟。由于视频压缩算法去掉了视频信息中的冗余，因此压缩后的数据间具有高度的相互依赖性。传输过程中压缩数据任何部分的误码都会影响在解码器端重建后的视频质量。如果出现误码的数据是针对运动预测的一部分，则会加重这种影响，导致时域误码扩散和误码累加。

为了减轻由于丢失或错误地接收视频流数据对重建后的视频质量的影响，视频解码器应对存在误码的视频帧进行后处理，以改善主观视频质量。这个过程称作误码掩盖。误码掩盖技术利用存在于视频信号中的空域和时域的相互关联的特性实施视频数据恢复。这些技术被称为空域和时域误码掩盖。空域误码掩盖技术依赖视频帧内数据的相关度，帧内视频数据越平滑，则该技术掩盖效果就越好；时域误码掩盖技术依赖视频帧间数据的相关度，帧间视频数据相关度越高，则该技术掩盖效果就越好。空域误码掩盖技术需要对误码视频数据块中的每一个像素进行插值运算，而时域误码掩盖技术只需要恢复误码数据块的运动矢量，并将该运动矢量对应的参考帧中的数据块直接复制至误码视频块的位置，即可完成误码掩盖过程。就运算效率而言，时域误码掩盖技术远优于空域误码掩盖技术。

视频压缩技术主要去除存在于视频信号中三个方面的冗余：

1.时域冗余：视频信号由时间轴上等距采样所得到的离散图像序列组成，相邻图像帧间存在大量相同的信息。

2.空域冗余：在每一图像帧中，像素的取值是一个近似马可夫一阶过程，且相关系数接近于1。

3.统计冗余：视频信号能量的取值分布呈非线性，使用变长熵编码技术对此类信号编码可取得显著的压缩效果。