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研究生： 李建鴻
Chien-hung Lee
論文名稱： 渲染技術在HEVC畫面內預測錯誤隱藏法之研究
Error Concealment for HEVC Intra Prediction with Inpainting Technique
指導教授： 林銀議
Yin-yi Lin
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 資訊電機學院 - 通訊工程學系
Department of Communication Engineering
論文出版年： 2015
畢業學年度： 103
語文別： 中文
論文頁數： 112
中文關鍵詞： HEVC 、渲染方式 、錯誤隱藏法 、畫面內預測
外文關鍵詞： HEVC, Inpainting, Error Concealment, Intra Prediction
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    • HEVC是以H.264/AVC為基礎的最新制定之影像壓縮標準。在HEVC的應用中使用了很多有效的壓縮算法，因此可以使用較少的位元率來表示一段影像序列，另外HEVC也使用了網路提取層(Network Abstraction Layer, NAL)來使資料傳輸更為簡便，但是若再傳送過中造成了封包(Packet)的遺失則會失去很多的資訊，也會對後續的畫面造成很大的影響。因此本論文主要針對於如何在HEVC傳輸中發生錯誤時，利用渲染方式(Inpainting Method)的錯誤隱藏法對畫面的錯誤進行修補；在本論文中分為兩部分，第一部份利用索爾運算子(Sobel Operator)計算修補區域周圍未遺失參考點之方向，再將方向與畫面內錯誤隱藏法結合來回復修補區域，平均PSNR結果能提升2.3dB；而在第二部分則將修補區域切割成數個子區塊(Sub Block)，不同子區塊分別使用不同的方向修補，如此能回復修補區塊內較多紋理，最後之PSNR結果能提升約3dB。

    HEVC is the most recently established video coding standard based on H.264/AVC. There are a lot of efficiency compression algorithms used in HEVC to represent sequences with less bitrate. HEVC also provide Network Abstraction Layer to make transmission easier. But when transmission error occurs will cause the packet loss and also cause the qualities degeneration for continuous frames. So this thesis is focus on using the error concealment with inpainting method to recover the errors. There are two parts in this thesis, the first part use the sobel operator to find the direction from neighbor correct pixels and combine the direction and error concealment to recover the block. On the average PSNR we can improve 2.3dB. The second part we split the block into many sub blocks and each block uses different direction. Therefore we can recover many different textures in the block. Final results the average PSNR we improved is 3dB.

    第一章 緒論 1 1.1 高效率視訊編碼(High Efficiency Video Coding)簡介 1 1.1.1 高效率視訊編碼之架構簡介 2 1.2 研究動機與目的 5 1.3 論文架構 6 第二章 畫面內錯誤隱藏演算法之研究與介紹 7 2.1 HEVC畫面內編碼預測介紹 7 2.2 通道傳輸的基本介紹 13 2.3 畫面內錯誤隱藏演算法的簡介與文獻回顧 15 2.3.1 偏微分方程(Partial Differential Equations)演算法介紹 17 2.3.2 奧利維拉(Oliveira)演算法介紹 23 2.3.3 總變異量(Total Variation)演算法介紹 26 2.4 迭代(Iteration)次數討論 29 2.5 畫面內錯誤隱藏法比較 31 第三章 畫面內錯誤隱藏演算法結合角度預測之研究與探討 36 3.1 索爾運算子介紹 36 3.2 錯誤隱藏演算法結合角度預測模式 43 3.2.1偏微分方程演算法結合角度預測模式 43 3.2.2 奧利維拉演算法結合角度預測模式 46 3.2.3總變異量演算法結合角度預測模式 49 3.3 畫面內錯誤隱藏演算法之實驗結果與優缺點分析 52 3.3.1 客觀品質分析 52 3.3.2 主觀品質分析 60 第四章 可變區塊大小之錯誤隱藏法探討 72 4.1以32X32區塊大小為基準之錯誤隱藏法 72 4.2 以16X16與8X8區塊大小為基準之錯誤隱藏法 77 4.2.1 區塊大小為16X16之討論 77 4.2.2區塊大小為8X8之討論 80 4.3 可變區塊大小之錯誤隱藏法實驗結果與效能比較 83 4.3.1客觀品質分析 83 4.3.2 主觀品質分析 87 第五章 結論與未來展望 92 參考文獻 93

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