專利名稱：基于模糊分類的幀間誤碼掩蓋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種可視通信中發(fā)生誤碼情況下，視頻信號(hào)的后處理恢復(fù)方法，屬于基 于宏塊編碼的視頻通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
視頻通信是數(shù)據(jù)通信的主要應(yīng)用方向之一。視頻傳輸已得到越來越廣泛的應(yīng)用， 如公用電話網(wǎng)上的可視電話，移動(dòng)通信網(wǎng)上的視頻通信，Internet上的視頻流傳輸?shù)取＿@ 些網(wǎng)絡(luò)或者是誤碼易發(fā)的通信環(huán)境，或者是無服務(wù)質(zhì)量(QoS，Quality of Service)保證的 通信環(huán)境。在這些通信網(wǎng)絡(luò)中，由于實(shí)時(shí)通信的要求，或由于信道的帶寬有限，或由于信道 特性的不同，往往前向糾錯(cuò)編碼(FEC，F(xiàn)orward Error Correction)的能力有限，更難以采 用自動(dòng)請(qǐng)求重傳(ARQ，Automatic Repeat Request)的方式來改善傳輸質(zhì)量。盡管近來有 關(guān)提高視頻傳輸QoS的方法較多，而且，其中也有不少確實(shí)能夠顯著地克服誤碼(丟包)影 響，提高圖像質(zhì)量的措施，但是這些措施并不能保證完全地糾正傳輸差錯(cuò)，因而接收端必然 會(huì)或多或少地收到一定量的誤碼或引起數(shù)據(jù)包(Packets)的丟失，從而使解碼圖像質(zhì)量下 降或嚴(yán)重下降，甚至不能成像。在這種情況下，要糾正這些誤碼已是不可能的了。因此，只 有采用誤碼掩蓋的方法，盡量降低誤碼對(duì)重建圖像質(zhì)量的影響，為觀察者提供一定主觀質(zhì) 量保證的視頻圖像。這就是一種基于解碼端的誤碼處理方法即誤碼掩蓋的方法。這種方 法不增加編碼器的復(fù)雜度，不增加編碼碼流的冗余度，因此不增加通信的傳輸負(fù)擔(dān)；這種方 法是屬于視頻信息的后處理方法，原則上對(duì)任何圖像編解碼格式和標(biāo)準(zhǔn)都適用，因此其應(yīng) 用范圍很廣。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明主要是提供一個(gè)基于模糊分類的幀間誤碼掩蓋方法，能夠在發(fā) 生誤碼的情況下，為視頻通信系統(tǒng)提供較高質(zhì)量的視頻圖像。技術(shù)方案本發(fā)明主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容一是建立已解碼幀的緩存區(qū)，并對(duì) 已解碼幀進(jìn)行模糊特征值提取，并通過已經(jīng)訓(xùn)練好的模糊分類器進(jìn)行分類；二是利用已解 碼幀緩存區(qū)中的模糊分類器判決為可用的所有已解碼幀對(duì)當(dāng)前解碼幀的丟失宏塊進(jìn)行幀 間誤碼掩蓋；三是對(duì)有所的可用重建幀對(duì)當(dāng)前誤碼幀進(jìn)行誤碼掩蓋后的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得 到最終的誤碼掩蓋的結(jié)果。本發(fā)明的基于模糊分類的幀間誤碼掩蓋方法是首先確定已解碼幀緩存集合F = IFijF2,.. .，F(xiàn)M}，然后依次計(jì)算集合F中每個(gè)元素Fi與當(dāng)前解碼幀F(xiàn)n的模糊特征向量&Λ， 模糊分類器利用特征向量對(duì)已解碼幀緩存集合F的元素進(jìn)行分類，得到當(dāng)前解碼幀F(xiàn)n 在誤碼掩蓋時(shí)可以利用的已解碼幀集合G= {FJi; Fj2，...FjJ，然后依次利用已解碼幀集 合G中的解碼重建幀F(xiàn)u對(duì)當(dāng)前幀F(xiàn)n的誤碼區(qū)域進(jìn)行估值得到圖像，最后對(duì)估值集合 五二 {i#,A: = l，■·,{/}的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到的誤碼掩蓋重建圖像‘；其中M為集合F中元素個(gè)數(shù)，ie {1，2，...，M}，U為可用解碼幀的個(gè)數(shù)，k e {1，2，...，U}，η為已經(jīng)解碼的幀數(shù)。j 為可用解碼幀的標(biāo)示。計(jì)算集合F中每個(gè)元素Fi (其中i e {1，2，...，M})與當(dāng)前解碼幀F(xiàn)n的模糊特征 向量，模糊特征向量具體形式為=(X1J2AJ4J5)，其中X1表示已解碼幀F(xiàn)i的宏 塊丟包特性；X2表示已解碼幀F(xiàn)i與當(dāng)前解碼幀F(xiàn)nW相似度；x3表示已解碼幀F(xiàn)i與當(dāng)前解碼 幀？ 在時(shí)間上相離程度；x4表示已解碼幀F(xiàn)i與當(dāng)前解碼幀F(xiàn)n的編碼量化相關(guān)程度；x5表示 已解碼幀F(xiàn)i的誤碼擴(kuò)散程度。模糊分類器利用特征向量對(duì)已解碼幀緩存集合F的元素進(jìn)行分類，其模糊分 類器的模糊規(guī)則為設(shè)模糊向量=O1,x2,x4,X5)有 X1 = Ei1, X2 = a2, X3 = a3, X4 = a4, X5 = a5,則輸出變量y = u1a1+u2a2+u3a3+u4a4+u5a5, Ji ψ Ub 為模糊系統(tǒng)的參數(shù)，b = 1，2， 3 j · · 5 j若y彡0. 5，則以解碼重建幀F(xiàn)i可用于幀間誤碼掩蓋；若y < 0. 5，則以解碼重建 幀F(xiàn)i不能用于幀間誤碼掩蓋。模糊分類器的模糊規(guī)則中的參數(shù)通過訓(xùn)練樣本得到，具體方法為利用訓(xùn)練的樣 本，求解方程組的最小二乘解得到模糊分類器的參數(shù)Ui。估值集合￡ = {&,，& = 1,···,^/}的元素進(jìn)行擬合得到誤碼掩蓋重建圖像，即
權(quán)利要求
一種基于模糊分類的幀間誤碼掩蓋方法，其特征是首先確定已解碼幀緩存集合F＝{F1，F(xiàn)2，...，F(xiàn)M}，然后依次計(jì)算集合F中每個(gè)元素Fi與當(dāng)前解碼幀F(xiàn)n的模糊特征向量模糊分類器利用特征向量對(duì)已解碼幀緩存集合F的元素進(jìn)行分類，得到當(dāng)前解碼幀F(xiàn)n在誤碼掩蓋時(shí)可以利用的已解碼幀集合G＝{Fj1，F(xiàn)j2，...FjU}，然后依次利用已解碼幀集合G中的解碼重建幀F(xiàn)Jk對(duì)當(dāng)前幀F(xiàn)n的誤碼區(qū)域進(jìn)行估值得到圖像最后對(duì)估值集合的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到的誤碼掩蓋重建圖像其中M為集合F中元素個(gè)數(shù)，i∈{1，2，...，M}，U為可用解碼幀的個(gè)數(shù)，k∈{1，2，...，U}，n為已經(jīng)解碼的幀數(shù)，j為可用解碼幀的標(biāo)示。FSA00000248142000011.tif,FSA00000248142000012.tif,FSA00000248142000013.tif,FSA00000248142000014.tif,FSA00000248142000015.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模糊分類的幀間掩蓋方法，其特征是計(jì)算集合F中每個(gè)元素Fi與當(dāng)前解碼幀F(xiàn)nW模糊特征向量Iy^，模糊特征向量具體形式為,f =，其中X1表示已解碼幀F(xiàn)i的宏塊丟包特性；χ2表示已解碼幀F(xiàn)i與當(dāng)前解碼幀F(xiàn)nW相似度；χ3表示已解碼幀F(xiàn)i與當(dāng)前解碼幀F(xiàn)n在時(shí)間上相離程度；χ4表示已解 碼幀F(xiàn)i與當(dāng)前解碼幀F(xiàn)n的編碼量化相關(guān)程度；χ5表示已解碼幀F(xiàn)i的誤碼擴(kuò)散程度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模糊分類的幀間掩蓋方法，其特征是模糊分類器利用 特征向量Ii^對(duì)已解碼幀緩存集合F的元素進(jìn)行分類，其模糊分類器的模糊規(guī)則為設(shè)模糊向量文/^F11 =(而,I2,X3J4J5)有 Xi = B1, X2 = a2, X3 = a3, X4 = a4, X5 = a5, 則輸出變量 y = u1a1+u2a2+u3a3+u4a4+u5a5, Ub 為模糊系統(tǒng)的參數(shù)，b = 1,2,3, ..5, 若y > 0. 5，則以解碼重建幀F(xiàn)i可用于幀間誤碼掩蓋；若y < 0. 5，則以解碼重建幀F(xiàn)i 不能用于幀間誤碼掩蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模糊分類的幀間掩蓋方法，其特征是模糊分類器的模 糊規(guī)則中的參數(shù)通過訓(xùn)練樣本得到，具體方法為利用訓(xùn)練的樣本，求解方程組的最小二乘 解得到模糊分類器的參數(shù)Ui。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模糊分類的幀間掩蓋方法，其特征是估值集合五ygx...，^的元素進(jìn)行擬合得到誤碼掩蓋重建圖像& mF -Eji,為加權(quán)系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明是一種基于模糊分類的幀間誤碼掩蓋方法，屬于基于宏塊編碼的視頻通信技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明主要包含三個(gè)內(nèi)容一是建立已解碼幀的緩存區(qū)，并對(duì)已解碼幀進(jìn)行模糊特征值提取，并通過已經(jīng)訓(xùn)練好的模糊分類器進(jìn)行分類；二是利用已解碼幀緩存區(qū)中的模糊分類器判決為可用的所有已解碼幀對(duì)當(dāng)前解碼幀的丟失宏塊進(jìn)行幀間誤碼掩蓋；三是對(duì)有所的可用重建幀對(duì)當(dāng)前誤碼幀進(jìn)行誤碼掩蓋后的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到最終的誤碼掩蓋的結(jié)果。
文檔編號(hào)H04N7/68GK101964913SQ20101026638
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者唐貴進(jìn), 干宗良, 朱秀昌, 詹學(xué)峰 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)