一種差錯信道下mgs視頻傳輸?shù)拇a流抽取方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種差錯信道下MGS視頻傳輸?shù)拇a流抽取方法，該方法包括：分別建立差錯信道下MGS基本層和增強層的傳播失真分析模型；基于差錯信道下MGS基本層和增強層的傳播失真分析模型，通過碼流解碼對模型的參數(shù)進行估計，從而得出MGS編碼的總差錯失真?zhèn)鞑ツＰ?；根?jù)MGS編碼的總差錯失真?zhèn)鞑ツＰ筒粩喔潞陀嬎悴煌幋a單元CU的率失真斜率，逐次在目標編碼單元集合中加入當(dāng)前率失真斜率等級最高的編碼單元，直至滿足截斷碼率的要求。本發(fā)明提供的傳播失真分析模型能夠準確的估計由于差錯隱藏和碼率截斷產(chǎn)生的漂移失真，根據(jù)此模型進行碼流抽取使得接收端的重建視頻質(zhì)量提高。
【專利說明】一種差錯信道下MGS視頻傳輸?shù)拇a流抽取方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多媒體通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種差錯信道下MGS視頻傳輸?shù)拇a流抽取方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]聯(lián)合視頻編碼組(Joint Video Team,簡稱JVT)推出的H.264/SVC標準是可分級視頻編碼系統(tǒng)的典型實現(xiàn)，支持時間、空間和質(zhì)量域三個維度的可分級視頻編碼。其中質(zhì)量可分級技術(shù)主要包括粗顆粒度可分級(Coarse Grain Scalable,簡稱CGS)和中等顆粒度可分級(Medium Grain Scalable,簡稱MGS)技術(shù),其中前者可以看成是基本層和增強層分辨率相同的空間可分級特例；而后者通過對高層語法結(jié)構(gòu)的修改，允許接收端對任意編碼單元進行截斷，實現(xiàn)了真正意義上的質(zhì)量可分級。
[0003]碼流抽取技術(shù)一般用于MGS視頻碼流，是指在有限帶寬約束下，發(fā)送端/轉(zhuǎn)碼服務(wù)器根據(jù)分級編碼壓縮碼流優(yōu)先級對其進行最優(yōu)截斷，以保證接收端最佳的重建質(zhì)量。顯然上述技術(shù)可以在發(fā)送端只進行一次編碼的情況下適配多種目標碼率，具有廣闊的應(yīng)用前景和研究價值，也吸引了眾多研究人員的關(guān)注。最早提出的碼流抽取的概念，是利用對壓縮碼流的多次解碼得到不同MGS增強層編碼單元(Code Unit,簡稱CU)的率失真特性，并以此作為不同CU的優(yōu)先級進行碼流截斷；為了降低CU失真計算的復(fù)雜度，提出了適用于增強層CU的失真?zhèn)鞑シ治瞿Ｐ?；進一步為基本層和增強層建立了失真?zhèn)鞑シ治瞿Ｐ?，將其用于碼流抽取技術(shù)，但模型中關(guān)鍵參數(shù)的獲得需要對視頻壓縮碼流在多個丟包圖樣下進行多次離線解碼。
[0004]但現(xiàn)有碼流抽取方法，都建立在傳輸信道無錯的假設(shè)下，并沒有考慮信道丟包和視頻差錯隱藏對于編碼單元率失真特性的影響；且大多數(shù)方法需要原始視頻進行作為參考來計算編碼單元的優(yōu)先級。而在實際碼流抽取場景中，不但丟包會由于信道擁塞和信號衰落會經(jīng)常出現(xiàn)，而且負責(zé)抽取的轉(zhuǎn)碼服務(wù)器很有可能不能獲得原始視頻的信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種差錯信道下MGS視頻傳輸?shù)拇a流抽取方法，通過本發(fā)明提出的傳播失真分析模型能夠準確的估計由于差錯隱藏和碼率截斷產(chǎn)生的漂移失真，根據(jù)此模型進行碼流抽取使得接收端的重建視頻質(zhì)量提高。
[0006]第一方面，本發(fā)明提供一種差錯信道下MGS視頻傳輸?shù)拇a流抽取方法，該方法包括:
[0007]S1:建立差錯信道下MGS基本層的傳播失真分析模型；
[0008]S2:建立差錯信道下MGS增強層的傳播失真分析模型；
[0009]S3:基于差錯信道下MGS基本層傳播失真分析模型和MGS增強層的傳播失真分析模型，通過碼流解碼對于模型的參數(shù)進行估計，從而得出MGS編碼的總差錯失真?zhèn)鞑ツＰ停?br> [0010]S4:根據(jù)MGS編碼的總差錯失真?zhèn)鞑ツＰ筒粩喔潞陀嬎悴煌幋a單元CU的率失真斜率，逐次在目標編碼單元集合中加入當(dāng)前率失真斜率等級最高的編碼單元，直至滿足截斷碼率的要求。
[0011]優(yōu)選地，所述MGS基本層的傳播失真分析模型為:

【權(quán)利要求】
1.一種差錯信道下MGS視頻傳輸?shù)拇a流抽取方法，其特征在于，該方法包括: 51:建立差錯信道下MGS基本層的傳播失真分析模型； 52:建立差錯信道下MGS增強層的傳播失真分析模型； 53:基于差錯信道下MGS基本層傳播失真分析模型和MGS增強層的傳播失真分析模型，通過碼流解碼對模型的參數(shù)進行估計，從而得出MGS編碼的總差錯失真?zhèn)鞑ツＰ停? 54:根據(jù)MGS編碼的總差錯失真?zhèn)鞑ツＰ筒粩喔潞陀嬎悴煌幋a單元CU的率失真斜率，逐次在目標編碼單元集合中加入當(dāng)前率失真斜率等級最高的編碼單元，直至滿足截斷碼率的要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述MGS基本層的傳播失真分析模型為:
其中，表示基本層第η幀的逐幀漂移失真，表示參考幀漂移造成的差錯傳播失真，Pbl (η)表示基本層第η幀丟包率，r1、r2分別表示前后兩個參考幀；DK(n)表示基本層第η幀的差錯隱藏失真；表示兩個不同漂移失真分量之間的剩余相關(guān)失真；<,(?)、《=(?)表示合并之后的失真?zhèn)鞑ハ禂?shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述MGS增強層的傳播失真分析模型為:
其中，表示增強層第η幀的總漂移失真，￡^(幻表示增強層第η幀的傳播失真，Dg⑷表示增強層第η幀的截斷失真，表示兩個不同漂移失真分量之間的剩余相關(guān)失真，分別表示前后兩個參考幀，?5(?)、《=(〃)表示合并之后的失真?zhèn)鞑ハ禂?shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述MGS編碼的總差錯失真?zhèn)鞑ツＰ蜑?
其中，Ddk(η)表示第η幀總漂移失真。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟S4具體包括: 541:初始化目標編碼單元⑶集合Ψ為空，并逐個為編碼幀創(chuàng)建隊列，記為O^L2,…，LJ，逐幀將基本層和Q個增強層CU按照質(zhì)量增強層序號由低到高順序依次進入上述隊列； 542:將關(guān)鍵幀隊列的基本層⑶添至目標⑶集合Ψ ; S43:根據(jù)MGS編碼的總差錯失真?zhèn)鞑ツＰ?，計算出目標編碼集合的逐幀漂移失真MSEold (η)；S44:根據(jù)MGS編碼的總差錯失真?zhèn)鞑ツＰ?，計算出將編碼單元⑶(i，qi)加入目標編碼集合后的逐幀漂移失真，從而計算出將編碼單元⑶(i，Qi)加入目標編碼集合獲得的失真減小AMSE(i, qj ,計算公式為:
設(shè)⑶(i，qi)長度為AK(i，qi)，從而計算出目標⑶集合的率失真斜率Sl0pe(i，qi)如下式所示:
Slope(Xqi) = AmseQ, q) AK(i, q)； 545:令k = argmax{Slope(i, qj},計算出率失真斜率等級最高的編碼單元CU(k, qk),將其加入目標⑶集合Ψ,并更新pBIj (k, qk) = pBL或者(k, qk) = pEL,以及逐幀漂移失真MSEnlJ(r,)^ MSE)l'(n)； 546:判斷目標CU集合Ψ中所有CU的總碼率是否超過給定的目標碼流長度，若超過，則結(jié)束碼流抽取，否則返回步驟S44。
6.一種差錯信道下MGS視頻傳輸?shù)拇a流抽取系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括基本層建模單元、增強層建模單元、參數(shù)估計單元、碼流抽取單元； 基本層建模單元，用于建立差錯信道下MGS基本層的傳播失真分析模型； 增強層建模單元，用于建立差錯信道下MGS增強層的傳播失真分析模型； 參數(shù)估計單元，用于基于差錯信道下MGS基本層和增強層的傳播失真分析模型，通過碼流解碼對于模型的參數(shù)進行估計，從而得出MGS編碼的總差錯失真?zhèn)鞑ツＰ停? 碼流抽取單元，用于根據(jù)MGS編碼的總差錯失真?zhèn)鞑ツＰ筒粩喔潞陀嬎悴煌幋a單兀CU的率失真斜率，逐次在目標編碼單兀集合中加入當(dāng)如率失真斜率等級最聞的編碼單元，直至滿足截斷碼率的要求。
【文檔編號】H04N19/147GK104079932SQ201410306295
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】趙鍇, 崔慧娟, 唐昆, 劉云龍 申請人:清華大學(xué), 信瑞遞（北京）科技有限公司