文档介绍：低比特率视频通信中的差错控制王进藕庞胄畔⒋导师:涂国防教授摘要:本文主要研究低比特率视频通信中的差错控制问题。由于带宽的不确定性和噪声的存在,数据在和无线信道中传输时几乎不可避免地发生丢失和误码。传统的数据通信通过出错重传的方法保证数据的无差错传输,但是这种方法不适合实时视频通信。因为视频通信对延迟有严格的要求,不可能使用无限制的重传。同时视频数据能够容忍一定的误码和丢失,并不需要绝对的无差错传输,而且视频数据流的不同部分对错误的敏感度也不同,因此有必要也有可能根据视频通信的特点研究新的差错控制方法。差错控制可以在信源编码和信道编码的各个环节进行,如:预测、变换、量化、可变长编码、比特流结构、复用以及解码等。本文对国内外差错控制研究进行了较详尽的分析,并在此基础上提出了一种新颖的应用于因特网视频通信的差错控制方法,取得了良好的效果。同时本文还分析了视频编码中的最佳资源分配问题,详细讨论了率失真优化理论在信源编码和信道编码中应用的最新进展。本文主要内容如下:第一:比较了不同视频业务的通信模式,并结合目前典型的通信网络,详细分析了影响视频通信服务质量的网络性能参数。第二:总结了针对不同应用而制定的视频编码国际标准包括和系列,较详细的介绍了编解码算法和码流语法结构。第三:深入探讨了现有视频通信差错控制技术,包括传输层差错控制、容错编码、错误隐藏以及编解码其交互式差错控制等,详细分析了每种技术的核心算法及其性能特点和适用范围。第四:提出了一种新颖的可应用于因特网视频通信的差错控制方法,称为自适应帧内编码刷新。该方法能及时准确地刷新受损的图像区域,并能根据视频序列的活动性和信道特性自适应地调节刷新比率,从而有效提高视频传输的抗包丢失能力,与现有非自适应帧内编码刷新方法相比,重建视频质量有明显提高。第五:介绍了率失真优化基本原理和工具,详细讨论了率失真优化理论在编码模式选择、联合信源/信道编码和码率控制中的应用。关键词:视频通信差错控制错误隐藏自适应刷新率失真
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导师签名:三彖至幽期:巫年生月作者签名:;壶作者签名::玉见独创性声明日期:闖月Ⅱ日关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作以及取得的研究成果。就我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的况明并表示了谢意。本人完全了解中国科学院研究生院有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅:学校可以公靠论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩映或其他复制手段保存论文。
第一章引言§芯勘尘视频通信技术给人类生活带来巨大影响,如:卫星电视、可视电话和电视会议等在通信、教育和娱乐等领域发挥了重要作用。随着计算能力的提高和通信网络的发展,新的视频业务彳嫌肯郑纾菏悠档悴ァ⒒贗牧髅教逡务、网络可视电话、、无线多媒体业务、远程医疗和远程教育等。高质量的、交互式的视频通信技术烦晌Q芯糠⒄沟娜鹊恪由于带宽的不确定性和信道噪声的存在,数据在传输过程中会发生错误或者丢失。例如因特网,在传输过程中,由于缓存溢出或者等待超时,数据包会被抛弃,发生包丢失,在网络拥塞时包丢失率可达%以上;对于无线网,由于信道衰落和多径效应等,会发生随机比特错误和突发错误,典型的比特错误率为一~“⋯4送猓蛱赝臀尴咄际粲谑北湫诺溃怼⒀映俸臀舐肼实韧绶务质量参数时刻发生变化。信道传输错误会导致解码无法正常进行,使视频图像中山现马赛克,甚至使通信中断。网络服务质量的时变特性也严重影响视频通信质量,例如实时视频通信通常对延迟和延迟抖动非常敏感,传输速率的大小则直接决定视频质量的好坏。另一方面,数字视频本质上具有很高的码率,例如笮比特格式、帧/秒的视频,其码率为/R虼耍悠翟诖渲氨匦经过压缩以减少数据量。现有的视频编码国际标准,如⋯、”盠和“ǔ2捎肈变换和运动补偿预测编码减少视频数据的时间和空问冗余度,能够将原始数据压缩~倍以上。压缩后的视频数据对传输错误更加敏感。现有大多数视频压缩算法使用可变长编码,单个比特的错误会导致后续码字无法解码或者错误解码,当错误严重时甚至会使解码端失去同步,使通信中断。出于使用时问和空间预测编码,当前图像中的错误会在时间和空间上扩散,进一步降低后续图像质量。为了减少传输错误对视频质量的影响,保证通信的『=校匦朐谑悠当码端和解码端采取适当措施,以增强视频通信系统的稳健性即进行差错控制。早在年为了在综合业务数字网中可靠地传输会议电视和可视电话,猅的前身贫ǖ建议就使用码进行