視頻無線傳輸?shù)膫文M和混合數(shù)字模擬方法研究.pdf

1、隨著智能終端設(shè)備的普及以及無線技術(shù)的發(fā)展，無線視頻應(yīng)用變得越來越常見。然而，作為關(guān)鍵技術(shù)之一，無線視頻通信面臨著許多挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)主要存在于視頻無線通信系統(tǒng)的最優(yōu)性與自適應(yīng)性問題上。視頻的數(shù)據(jù)量大相關(guān)性高，在給定的有限信道帶寬和發(fā)送能量約束下，最小化接收端視頻失真是最優(yōu)性問題面臨的挑戰(zhàn)。由于移動性，多徑效應(yīng)等，無線信道噪聲隨時間變化;多終端共享的無線頻帶也會導(dǎo)致信道帶寬隨時間波動。無線信道的時變特性給自適應(yīng)性問題帶來巨大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)視頻數(shù)

2、字傳輸方法的最優(yōu)性在固定的信道條件下可以由香農(nóng)理論得到保障。然而，在無線信道條件下，數(shù)字視頻傳輸對信道的時變特性自適應(yīng)能力很弱。近年來偽模擬傳輸系統(tǒng)的提出很好地解決了信道噪聲自適應(yīng)問題，受其激勵，混合數(shù)字模擬方法被提出來以更好地在無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸視頻。
　　在本論文中，首先我們針對視頻無線通信的自適應(yīng)性提出一種漸進式偽模擬傳輸方法。該方法受到偽模擬傳輸?shù)膯l(fā)，著重改進現(xiàn)有偽模擬方法對信道帶寬波動十分敏感的問題。拋棄固定帶寬的假設(shè)，在

3、數(shù)據(jù)包的粒度上，通過對每個數(shù)據(jù)包所發(fā)送的視頻DCT系數(shù)塊的調(diào)度和能量分配算法進行優(yōu)化，該方法能使接收端每次收到一個數(shù)據(jù)包后，重建視頻的失真都得到最大程度的最小化。在帶寬未知或者難于估計的情況下，這種漸進式偽模擬傳輸方法不但繼承了偽模擬傳輸?shù)男诺涝肼曌赃m應(yīng)能力，而且能夠很好地自適應(yīng)于信道帶寬的波動。通過詳盡的實驗設(shè)計與對比，我們證實了漸進式偽模擬視頻傳輸對于無線信道噪聲和帶寬的雙重自適應(yīng)特性，在信道帶寬和噪聲動態(tài)變化時，該方法比現(xiàn)有的數(shù)字

4、方法和偽模擬方法都要更優(yōu)。
　　然后，本文針對視頻無線傳輸系統(tǒng)的最優(yōu)性提出新的見解。考慮到人眼對視頻的結(jié)構(gòu)信息更為敏感的特點，本文指出現(xiàn)有方法中最小化接收視頻均方誤差的優(yōu)化目標，在帶寬不足的情況下實際上有損視頻的結(jié)構(gòu)信息。對此，本文提出一種結(jié)構(gòu)信息保護的混合數(shù)字模擬視頻傳輸方法——SharpCast。該方法將視頻分解成結(jié)構(gòu)部分與內(nèi)容部分，對前者給予足夠的保護并使用數(shù)字視頻通信方法對其魯棒地傳輸，達到結(jié)構(gòu)信息保護的目的;對后者設(shè)計混

5、合數(shù)字模擬傳輸方法進行發(fā)送，以提高傳輸性能并滿足信道噪聲自適應(yīng)的需求。實驗結(jié)果表明，SharpCast系統(tǒng)比現(xiàn)有的數(shù)字方法，偽模擬方法和混合數(shù)字模擬方法的傳輸性能均更佳。
　　最后，考慮到目前的視頻無線傳輸系統(tǒng)大都考慮單視點2D視頻傳輸，本文考慮更為挑戰(zhàn)的雙目立體視頻的低延遲無線傳輸問題。結(jié)合人眼立體視覺的雙目抑制特性，文中提出一種低延遲的混合數(shù)字模擬傳輸方法——Swift。該方法通過設(shè)計一種交錯式的混合數(shù)字模擬編碼結(jié)構(gòu)，使得在滿