視頻后處理算法研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人類對(duì)各類信息的需求越來(lái)越多，要求也越來(lái)越高。集視頻、圖像、音頻、語(yǔ)音、文字?jǐn)?shù)據(jù)等多種媒體為一身的多媒體業(yè)務(wù)，已經(jīng)成為人類獲取信息的主要方式。在多媒體業(yè)務(wù)中，視頻和圖像占據(jù)著主導(dǎo)地位。視頻后處理模塊作為解碼器與顯示設(shè)備的銜接模塊，能在實(shí)現(xiàn)格式轉(zhuǎn)換的同時(shí)方便的實(shí)現(xiàn)各種圖像處理算法，在改善畫面、提升圖像觀賞質(zhì)量和視覺(jué)效果方面起著重要作用，使得信息能更好的表現(xiàn)給最終接收者。
　　 幀率上轉(zhuǎn)換技術(shù)作為一種將視

2、頻從一個(gè)較低幀率上變換到一個(gè)較高幀率的技術(shù)，可以在解碼端恢復(fù)編碼端為了降低碼率而跳過(guò)的視頻幀，減小視覺(jué)上的停滯感和跳躍感，提供更好的視覺(jué)質(zhì)量。對(duì)通過(guò)差錯(cuò)信道傳輸?shù)囊曨l內(nèi)容，錯(cuò)誤掩蓋技術(shù)在解碼端實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳輸中丟失信息的預(yù)測(cè)和替代，大大改善最終顯示圖像的質(zhì)量。三維電視是近年來(lái)興起的一種能夠增強(qiáng)視頻觀賞體驗(yàn)的新型媒體介質(zhì)，為視頻后處理技術(shù)應(yīng)用研究提供了新的領(lǐng)域。
　　 本文首先介紹了視頻編碼的主要原理和相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，然后結(jié)合視頻后處理

3、主要內(nèi)容和應(yīng)用背景，提出了基于H.264標(biāo)準(zhǔn)的解碼-后處理的聯(lián)合模型。在該模型中，解碼端為后處理模塊提供編碼信息。通過(guò)對(duì)這些編碼信息進(jìn)行分析，從中提取出圖像的局部特征，最后利用該局部特征進(jìn)一步改善后處理性能。本文研究重點(diǎn)是該聯(lián)合模型下各種后處理算法以及其在三維視頻系統(tǒng)中的新應(yīng)用，主要內(nèi)容和創(chuàng)新如下:
　　 研究幀率上轉(zhuǎn)換算法，分析幀率上轉(zhuǎn)換技術(shù)中的解碼器運(yùn)動(dòng)矢量的判定和校正以及中間幀運(yùn)動(dòng)矢量的估計(jì)等問(wèn)題，提出了一種時(shí)空域結(jié)合的基

4、于解碼運(yùn)動(dòng)矢量的幀率上轉(zhuǎn)換算法。該算法在利用運(yùn)動(dòng)矢量相關(guān)性的基礎(chǔ)上，綜合考慮前后兩幀中對(duì)應(yīng)塊的相似性和所插中間幀的空間連續(xù)性，減少了塊效應(yīng)和鬼影效應(yīng)，對(duì)物體邊緣實(shí)現(xiàn)了較好的保持。
　　 研究錯(cuò)誤掩蓋算法，分析傳統(tǒng)時(shí)域錯(cuò)誤掩蓋算法的不足，提出一種基于多模型的時(shí)域錯(cuò)誤掩蓋算法。該算法根據(jù)編碼信息自適應(yīng)的將改進(jìn)的時(shí)域相關(guān)性模型與勻速運(yùn)動(dòng)模型相結(jié)合，表征錯(cuò)誤區(qū)域的運(yùn)動(dòng)。在考慮丟失區(qū)域周圍鄰域的時(shí)域相關(guān)性的同時(shí)，保持相鄰幀之間的運(yùn)動(dòng)的一致

5、性，從而有效的減少了錯(cuò)誤傳遞，提高了錯(cuò)誤掩蓋的效果。
　　 針對(duì)視頻傳輸中整幀丟失的情況，分析幀恢復(fù)技術(shù)中運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)估計(jì)和丟失幀重建等問(wèn)題，提出一種基于運(yùn)動(dòng)矢量校正的自適應(yīng)幀恢復(fù)算法。該算法通過(guò)對(duì)參考幀的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行修正，從而更好的估計(jì)丟失幀的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng);采用的自適應(yīng)的重疊塊運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法更好的重建丟失幀。
　　 研究基于深度圖像的三維視頻系統(tǒng)中，視頻后處理算法的應(yīng)用。針對(duì)三維視頻的特點(diǎn)，提出了一種基于圖像修復(fù)的多視點(diǎn)圖像

6、產(chǎn)生算法。與傳統(tǒng)的關(guān)注于深度圖像處理的多視點(diǎn)圖像的產(chǎn)生算法不同，采用圖像修復(fù)的技術(shù)對(duì)映射后的視點(diǎn)圖像中空白區(qū)域進(jìn)行填充。
　　 提出了一種三維視頻系統(tǒng)中基于深度圖像的時(shí)域錯(cuò)誤掩蓋算法。通過(guò)利用丟失宏塊的深度信息，估計(jì)丟失宏塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將錯(cuò)誤塊鄰域分割成前景和背景兩個(gè)鄰域，并基于相關(guān)鄰域?qū)﹀e(cuò)誤塊進(jìn)行時(shí)域錯(cuò)誤掩蓋。
　　 為驗(yàn)證本文所提算法的性能，進(jìn)行了大量的模擬實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:利用本文算法處理后的視頻圖像在視覺(jué)效果和