[发明专利]视频帧的错误隐藏方法及应用其的视频解码方法

权利要求书

1.一种视频帧的错误隐藏方法，用于在视频解码过程中对丢失帧进行像素恢复，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、解码丢失帧的前一帧和后一帧，得到前向运动矢量和后向运动矢量，所述前向运动矢量是指前一帧的对应像素的运动矢量，所述后向运动矢量是指后一帧的对应像素的运动矢量；

S2、判定所述前向运动矢量和后向运动矢量对于所述丢失帧的各个像素是否有效；

S3、根据判定为有效的前向运动矢量和/或后向运动矢量对所述丢失帧的各个像素进行运动补偿，获得所述丢失帧的各个像素值；

S4、对于步骤S3所获得的丢失帧的各像素的运动矢量来判断是否需要对各像素进行优化，并对需要进行优化的像素，利用像素的空间相关性进行优化；

所述步骤S2包括：将视频块分为三类：新场景、匀速直线运动、非匀速直线运动；

获得与所述丢失帧的各图像块对应的前一帧和/或后一帧的图像块在解码时从码流中获得的编码预测模式：若预测模式为帧内预测模式，则判定丢失帧图像块内容是新场景，该图像块内的像素的运动矢量对于丢失帧的对应像素无效；

若丢失帧图像块不是新场景，则计算各像素所述前向运动矢量和后向运动矢量归一化之后的差值，若该差值超过一个预定范围，则判定丢失帧图像块为非匀速直线运动图像块，该像素的前向运动矢量或后向运动矢量中的一个对于该像素无效；

获得所述丢失帧的各图像块的前向残差和后向残差，并将与两个残差中较大的残差对应的运动矢量判定为对所述丢失帧的对应图像块的各像素无效，所述前向残差是指前一帧的图像块的残差，所述后向残差是指后一帧的图像块的残差；

所述前向运动矢量和后向运动矢量归一化方法为：

其中，和分别是归一化之后的水平和垂直运动矢量，MV_x和MV_y分别是归一化之前的水平和垂直运动矢量，ref是参考帧标号；

步骤S4中对于丢失帧的各像素是否需要进行优化的步骤为：对于需要优化的像素，通过最小化该像素与其相邻像素之间的梯度值来对该像素的像素值进行优化，其通过最小化所要恢复的视频帧的像素值矩阵中的二维TV(Total Variation)范数来进行；

所述最小化所要恢复的视频帧的像素值矩阵中的二维TV(Total Variation)范数的数学模型如下：

当满足P_Ω(M-Y)＝0时,求的M值，

其中，M表示需要恢复出的视频帧的完整像素值矩阵，||M||_2-DTV表示矩阵M的二维TV范数，Y表示未优化的视频帧的不完整像素值矩阵，Ω表示矩阵Y中无需优化元素的集合，即Y中非0元素的集合，P_Ω(M-Y)＝0表示：如果(i,j)∈Ω，则P_Ω(M-Y)的第(i,j)个元素为0，否则P_Ω(M-Y)的第(i,j)个元素就是(M-Y)的第(i,j)个元素。

2.如权利要求1所述的视频帧的错误隐藏方法，其特征在于，所述步骤S3为：根据如下公式对所述丢失帧的各个像素进行运动补偿，获得所述丢失帧的各个像素值：

p(x,y)＝w(x,y)×p_f(x,y)+(1-w(x,y))×p_b(x,y)，其中，x、y分别表示像素的水平和垂直坐标，p(x,y)为补偿得到的丢失帧的像素值，p_f(x,y)为前向运动补偿值，p_b(x,y)为后向运动补偿值，w(x,y)是权重因子，其取值如下：