無(wú)線(xiàn)視頻的自適應(yīng)編碼技術(shù)與傳輸系統(tǒng)的研究.pdf

1、移動(dòng)媒體業(yè)務(wù)的開(kāi)展為移動(dòng)增值服務(wù)帶來(lái)了新的希望，但面向無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的媒體應(yīng)用對(duì)當(dāng)前的視頻編碼和傳輸技術(shù)也提出了更大的挑戰(zhàn)。與有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)相比較，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的狀況更加不穩(wěn)定：除了網(wǎng)絡(luò)流量的波動(dòng)，手持設(shè)備的移動(dòng)速度和所在位置也會(huì)嚴(yán)重地影響到傳輸速率。同時(shí)，無(wú)線(xiàn)信道環(huán)境中的誤碼率也比有線(xiàn)信道環(huán)境高出許多，而高壓縮的視頻碼流對(duì)傳輸錯(cuò)誤異常敏感，信道誤碼不僅會(huì)引入幀內(nèi)失真還會(huì)造成幀間的錯(cuò)誤傳播，嚴(yán)重影響回放視頻質(zhì)量。所以，無(wú)線(xiàn)視頻數(shù)據(jù)需要一個(gè)能適應(yīng)于以上狀

2、況的傳輸系統(tǒng)，來(lái)確保端到端的高質(zhì)量接收。在這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，不但需要包含高效的視頻編碼技術(shù)，還要包括能良好抵抗信道誤碼影響的傳輸技術(shù)。 本文的研究以作者所在實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的國(guó)家863 重大攻關(guān)項(xiàng)目——“數(shù)字視音頻編碼、傳輸、測(cè)試與應(yīng)用示范系統(tǒng)”和國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目— —“未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)基礎(chǔ)理論與技術(shù)研究”為主要背景，對(duì)無(wú)線(xiàn)視頻的源端編碼技術(shù)和傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了深入的分析與討論，嘗試為以上針對(duì)無(wú)線(xiàn)視頻傳輸提出的問(wèn)題找到合適的解

3、決方案。 在無(wú)線(xiàn)信道中，應(yīng)用于有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大多數(shù)錯(cuò)誤控制技術(shù)已不再適用。如果無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)對(duì)傳輸有嚴(yán)格的時(shí)間要求，就需要盡可能地減小端到端的延時(shí)與抖動(dòng)，并且避免任何可感知的干擾，類(lèi)似于ARQ、重傳等傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)糾錯(cuò)手段的作用也變得有限。此時(shí)，為了抵抗無(wú)線(xiàn)信道中大量的突發(fā)誤碼，錯(cuò)誤恢復(fù)就顯得極為重要。依賴(lài)于信源編碼所進(jìn)行的后處理錯(cuò)誤隱藏已發(fā)展得較為成熟，自適應(yīng)于信道狀況的源端編碼技術(shù)更成為了近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。在對(duì)眾多自適應(yīng)的傳輸技術(shù)以及糾錯(cuò)

4、技術(shù)進(jìn)行分析比較的基礎(chǔ)之上，本文提出了一種能夠適應(yīng)惡劣的信道環(huán)境、不依賴(lài)于及時(shí)的信道反饋、且能夠與h.264/AVC 規(guī)范良好兼容的源端編碼技術(shù)——自動(dòng)錯(cuò)誤恢復(fù)的多重描述編碼算法（auto-resilient multiple description coding, ARMDC）。文中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與依賴(lài)及時(shí)信道反饋的多重描述編碼算法相比，ARMDC 在丟包率愈高的環(huán)境中愈顯示出相對(duì)好的性能。 為了在傳輸中讓ARMDC 的特點(diǎn)

5、得到更好地發(fā)揮，必須為其建立適當(dāng)?shù)膫鬏敊C(jī)制，而能否在編碼端對(duì)已傳輸?shù)囊曨l失真進(jìn)行正確估計(jì)則是確定適當(dāng)傳輸策略的重要前提。本文隨后著手于建立ARMDC 的R-D 模型。在一般性視頻失真概念分析的基礎(chǔ)之上，針對(duì)ARMDC 碼流經(jīng)由無(wú)線(xiàn)信道傳輸引起的失真做出了討論，并推導(dǎo)出了在發(fā)送端預(yù)測(cè)回放視頻失真的公式。雖然將源端自適應(yīng)編碼和多徑傳送技術(shù)相結(jié)合的研究已成為自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)，但在已有的文獻(xiàn)中，都只使用極簡(jiǎn)單的冗余編碼或時(shí)域采樣來(lái)描述M

6、DC 碼流的生成過(guò)程，其目的僅僅只是為多徑策略提供可用于傳送的數(shù)據(jù)，并非考慮怎樣在一個(gè)系統(tǒng)框架中對(duì)兩者進(jìn)行最優(yōu)的結(jié)合。而且絕大多數(shù)的討論也都只局限于Internet 中的媒體流服務(wù)，尚無(wú)人構(gòu)建起能應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)的、完善可行的自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)。這是因?yàn)?，多重描述碼流經(jīng)由多條信道的傳輸在實(shí)現(xiàn)上仍然存在著諸多困難。本文基于已提出的ARMDC 算法，進(jìn)一步研究將其與多徑傳輸相結(jié)合的方案。對(duì)拉格朗日決策公式中自適應(yīng)編碼部分和多徑傳輸部分的RD 參數(shù)