2009 04 19
基于人脸特征的自适应空域差错掩盖算法
摘要针对在视频通信中,高压缩视频码流对通信信道中由于信道带宽、环境等影响出现的丢包和误
码极为敏感,本文提出一种在解码端基于人脸检测的自适应空域差错掩盖算法,根据正确接收帧的人脸位
置及人脸运动的趋势预测受损帧人脸的位置,对于受损帧人脸内五官区域的宏块采用水平双线性插值,
对于背景区域宏块采用自适应多方向插值算法.实验结果表明与现有算法相比主客观质量都有所提高.
杨志伟 张庆明 彭强西南交通大学信息科学与技术学院 成都 610031
关键词 空域差错掩盖;双线性插值;多方向插值 ;人脸特征
引言
随着第三代移动通信系统的发展及商用,多媒体
应用尤其是图像视频媒体的应用将是下一代无线通信网
络要面临的重要课题.最新的视频编码标准H.264,以
其高效的压缩性能和良好的网络适应性在国内外受到广
泛重视和欢迎,并成为各类视频通信系统中首选采用的
压缩标准,但其高效压缩的视频码流对传输差错也更
敏感,一旦出现差错,差错信息将在空间和时间上迅速
蔓延和扩散,使视频质量急剧下降,因此进行差错掩盖
就变得不可缺少.H.264的基本档次主要应用在可视电
话、视频会议等,而这些领域中人脸部分传递着非常重
要的信息,如脸部表情的变化等等,因此人脸部分能否
正确解码就变得尤为重要.
传统上对于出错的I帧采用空域差错掩盖算法,如H.264/AVC参考模型JM11解码器中采用双线性插值方
法(bilinear interpolation, BI)[1]
,对丢失宏块中的像素
用周围相邻四个宏块中与丢失像素最近的四个边界像素
点的加权平均值替代,离丢失像素点越近的边界像素其
对应的权重越大.该方法能较好恢复图像平滑区域,但
在物体边缘处容易导致恢复图像产生块模糊.为了克服
插值引起的边缘模糊,文献[2]提出了多方向插值掩盖方
法(directional interpolation, DI),这些方法首先对视
频图像的边缘方向进行分类,其次在丢失宏块的邻域内
对每个像点进行边缘计算,最后决定出丢失宏块的主边
缘,并沿该边缘对丢失宏块进行插值恢复.这些方法能
较好地恢复出物体边缘,但也容易插值出错误边缘.文献[3]提出了基于边缘检测的空域自适应差错掩盖算法,
将丢失宏块划分为平滑块和边缘块,分别采用不同的掩
盖方法进行掩盖,但在人脸区域容易插值出错误边缘严
重影响主客观质量.
本文在此分析基础上提出了基于人脸特征的空域差
错掩盖算法,取得了较好的主客观质量.
1 基于人脸特征的空域差错掩盖算法
根据前面正确接收帧的人脸位置及人脸运动的趋

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