無線信道中的視頻編碼與傳輸技術研究.pdf

1、當前，在無線信道或網(wǎng)絡中提供對多媒體(包括話音、圖像和數(shù)據(jù)等)業(yè)務的支持已成為一個研究熱點。無線視頻傳輸?shù)膶崿F(xiàn)必須要解決兩大問題，其一是對視頻數(shù)據(jù)進行高效的壓縮以充分利用有限的信道帶寬；其二是對壓縮后的碼流進行錯誤保護以抗擊信道或網(wǎng)絡所帶來的誤碼或數(shù)據(jù)丟失。隨著技術的進步，視頻應用的平臺由計算機和機頂盒擴展到手持設備，如個人數(shù)字助理和智能手機等，這對視頻編解碼的VLSI實現(xiàn)提出了新的要求(低功耗和低成本)。本文從視頻編解碼和無線傳輸過程

2、中的多個角度出發(fā)，對無線信道中的視頻編解碼與差錯控制技術進行了深入細致的研究。 本文的主要工作及取得的研究成果如下： 1.提出了一種基于PSNR的H.264基本單元碼率控制方法。通過對H.264碼率控制原理的分析，提出一種基于峰值信躁比(PSNR)的圖像復雜度估計方法，與平均絕對差值(MAD)聯(lián)合估計基本單元編碼復雜度，使基本單元目標比特分配更為精確。進一步考慮到MAD線性預測模型計算復雜度高的缺點，利用圖像的空間和時間

3、相關性，提出一種加權預測模型的基本單元MAD預測方法。該加權模型通過省略參數(shù)更新過程以減少計算量，且與線性模型預測精度基本相當。 2.提出了一種應用在H.264中的多參考幀快速整像素運動估計算法。該算法通過有效地預測多參考幀中的搜索起始點和將菱形算法擴展到多參考幀情形，能在很大程度上降低多參考幀運動搜索的計算量。同以往快速算法相比，該算法在搜索速度和圖像編碼質(zhì)量之間取得了更好的折衷，因而其整體性能更優(yōu)，并且該算法易于硬件實現(xiàn)。

4、 3.提出了一種H.264中基于上下文的自適應二進制算術編碼(CABAC)解碼器的硬件設計方法。在采用并行結構的基礎上，給出了一種高效的VLSI實現(xiàn)方案。采用兩級有限狀態(tài)機結構控制宏塊解碼過程，并通過對殘差系數(shù)存儲器的定時清零解決了數(shù)據(jù)存儲耗時的問題，大大降低了解碼控制的復雜度，從而提高解碼速度，達到每時鐘解出1至2比特。仿真結果表明，該方案能滿足H.264mainprofile4CIF 30fps碼流實時解碼的要求。 4

5、.提出了一種針對分級視頻流的無線信道傳輸自適應不等丟包保護方案。在估計當前網(wǎng)絡可用帶寬及丟包率的基礎上，對視頻流各層數(shù)據(jù)進行不等FEC保護及選擇適當?shù)膫鬏攲訑?shù)以控制發(fā)送速率。為抑制傳輸誤碼擴散，提出基本層的FEC包分配算法，利用GOP中各幀之間的不同重要性對各基本層數(shù)據(jù)進行不等丟包保護，使解碼端的失真度達到最小。實驗結果表明該方案可大大增強分級視頻數(shù)據(jù)的抗誤碼能力，明顯改善視頻流媒體的傳輸質(zhì)量。針對提出的所有算法，論文都通過大量的軟件仿