基于h.264無線視頻傳輸?shù)拇a率控制算法研究及實現(xiàn)

1、揚州大學(xué)碩士學(xué)位論文基于H 。2 6 4 無線視頻傳輸?shù)拇a率控制算法研究及實現(xiàn)學(xué)科專業(yè)： 信號與信息處理指導(dǎo)教師： 張正華研究生： 陳 亮揚 州 大 學(xué)二零一二年四月 一謄一一年叫月摘要( A b s t r a c t )摘要隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，移動智能終端的功能更加豐富，人們對于多媒體信息的需求也不斷提高。而視頻信息則是多媒體無線傳輸及應(yīng)用的最大熱點，面向無線通信的視頻編解碼與傳輸技術(shù)已引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛興趣。目前，對無線視

2、頻傳輸?shù)难芯恐饕性? G 網(wǎng)絡(luò)，或者利用W I ．F I 組建寬帶局域網(wǎng)傳輸視頻，通過一些低碼率的無線信道傳輸視頻的研究不是很多。最近幾年關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究十分廣泛，但是目前這種無線短距離數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的主要功能是傳輸信息量較小的傳感器所采集的信息。隨著微電子、射頻技術(shù)的不斷發(fā)展， Z i g B e e 的傳輸速率已經(jīng)可以達到6 2 5 k b p s 。而新一代視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)H ．2 6 4 ／A V C 的提出大大改善了視頻的壓

3、縮性能，在同樣的視覺質(zhì)量下，H ．2 6 4 的壓縮效率要比M P E G ．4 提高約5 0 ％的效率。因此在Z i g B e e網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)痛a率視頻碼流值得研究。本文針對無線信道帶寬窄、波動大等特點，著重研究了低碼率無線視頻傳輸?shù)拇a率控制方法，使得H ．2 6 4 編碼器輸出的視頻碼率更加平穩(wěn)，從而提高在無線信道中的傳輸質(zhì)量。本文在研究J M 標(biāo)準(zhǔn)軟件中碼率控制方案的前提下，提出了基于圖像灰度差值的幀層目標(biāo)比特分配算法，以及在計算

4、量化參數(shù)時提出了根據(jù)穩(wěn)定因子來確定量化參數(shù)的計算方法。實驗結(jié)果表明，該算法在碼率的控制精度上有所提高，并且輸出的碼率比標(biāo)準(zhǔn)算法更加的平穩(wěn)，更加適應(yīng)無線信道的傳輸；同時本文的碼率控制算法在視頻質(zhì)量的控制方面也有所提升，與標(biāo)準(zhǔn)算法相比，本文提出的算法在視頻的峰值信噪比方面提高了約O ．2 8 d B 。為了能夠了解視頻在Z i g B e e 信道中的傳輸特性，本文采用N S 2 ( N e t w o r k S i m u l a t

5、o r )仿真軟件構(gòu)建一個2 ．4 G H z 頻段、最大傳輸速率為2 5 0k b p s 的Z i g B e e 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并在該Z i g B e e 環(huán)境與編碼器之間建立一個中間連接件，從而使得H ．2 6 4 編解碼器和Z i g B e e 網(wǎng)絡(luò)組成一個視頻傳輸模型。通過仿真比較，當(dāng)碼率不超過1 2 8 k b p s 時誤碼率較小，在單跳網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)囊曨l碼流解碼后圖像可以接受。同時本文提出的碼率控制算法比標(biāo)準(zhǔn)算法的碼率控

6、制算法在視頻傳輸控制時效果更好。為了驗證Z i g B e e 的低碼率視頻傳輸性能，使用三個Z i g B e e 模塊組成一個單跳網(wǎng)絡(luò)，A R M l l 嵌入式平臺作為接收端，P C 機作為發(fā)送端，從而組成一個硬件傳輸平臺。通過實驗對比，在1 2 8 k b p s 波特率下，誤碼率在3 ．5 ％；在6 4k b p s 波特率下，誤碼率在1 ％．2 ％；在2 5 6k b p s 碼率下，誤碼率超過5 0 ％。因此，在Z i g