SVC在无线信道传输中不等差错保护的研究

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H.264是目前国际上两大视频编码标准组织制定的最新视频编码标准。SVC作为H.264的扩展标准考虑了传输网络环境的多异性以及终端用户的处理能力和显示水平的差异,使得同一个视频源能在不同的网络环境中传输,并在不同的处理能力的终端重建和显示。从信息论的角度看,信源/信道联合编码在通信系统中比其它方式具有更好的传输性能。它能综合考虑信源和信道两方面的条件,从而实现传输性能的整体优化,达到最优的传输质量。由于SVC编码器产生的视频源在时间,分辨率和质量上都是可分级的,并且分别是由许多重要性不同的层组成的。所以本文根据视频信源编码后产生的数据的不同重要性,提出一种对SVC各层不等差错保护的信源/信道联合编码方法,并提供了理论依据和实验结果。全文的主要内容总结如下:首先介绍了无线视频传输技术的研究现状,简单介绍了H.264视频编码标准的关键技术,以及SVC三方面的可分级扩展部分。接着从信息论角度入手,分析了信源/信道联合编码在通信系统中可实现优越性能的理论依据,引出了SVC的信源/信道联合编码的方法。本文提出了一种采用低密度奇偶校验码(LDPC)的信源/信道联合编码方法。该方法以一个图像组(GOP)为单位,采用帧间比特预测和帧内码率分配两级分配方式进行处理,实现码率的最优分配。帧间比特预算根据SVC时间帧的等级层次结构优化端到端的性能失真;帧内码率分配以SVC分辨率层和质量层为单位,通过简单的搜索算法选择LDPC信道编码的码率,实现不同层的最佳不等差错保护。论文给出了传输过程的系统结构图,并简要介绍了各部分基本理论。最后进行了仿真实验,并详细列举了实验过程的配置参数,得出了重建后的性能曲线图。结果表明,该方法能够根据信道比特率与信噪比条件的不同,合理变化比特预测与编码时的码率分配。通过比较,可看出在低信噪比和低信道带宽的信道条件下,本方案能够有效保护基本层与低层数据,尽量降低端到端的图像失真,其重建图像性能明显优于EEP方案。
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