基于SVC的信源信道联合编码研究-通信与信息系统专业论文.docxVIP

摘要 摘要 随着数字通信、计算机网络的飞速发展和互联网技术的普遍应用，多媒体通信 已经成为一种不可避免的趋势。由于视频信息具有确定性、直观性、高效性等优 越性能，视频传输在网络传输方面的优势越来越明显，占据了重要的地位，然而 传送包含视频信息的信号需要较高的网络带宽。因此，在非常有限的无线网络条 件下，最大限度地满足终端多种应用和多层次的需求，是视频传输研究的一个重 要方向。 从信息论的角度看，香农的信源编码和信道编码分离理论所提出的达到最优编 码性能在实际运用中是做不到的，实际上分离理论限制了系统达到最优的性能。 后来，人们开始研究信源/信道联合编码(Joint Source Channel Coding, JSCC)，它能 综合考虑信源和信道两方面的条件，从而实现传输性能的整体优化。JSCC 通过优 化分配信源的不同部分之间、信源和信道之间的比特率，使得网络带宽受限时， 端到端的传输失真达到最小。不等差错保护(Unequal Error Protection, UEP)是信源/ 信道联合编码的一个研究方向。由于可伸缩视频流各层具有不同的重要性，采用 不等差错保护技术以提高错误恢复能力是可行的。具体而言，给更重要的帧和层 分配更多的保护位，使之具有更强的健壮性。所以本文根据视频信源编码后产生 的数据的不同重要性，提出一种不等差错保护的信源/信道联合编码方法。本文的 主要内容包括： 首先介绍了无线视频传输技术的研究目的、意义以及研究现状，分析了 H.264 分层视频编码的基本技术，讨论了精细粒度分层视频编码算法。 接着从信息论角度入手，介绍了香农的分离理论，分析了信源/信道联合编码 在通信系统中的优越性，研究了率失真理论及其在码率分配中的应用。提出可伸 缩视频编码(Scalable Video Coding, SVC)的信源/信道联合编码方案，在 JSVM7.10 程序中对算法进行仿真测试。 本文提出了一种基于低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Code, LDPC) 的 SVC 不等差错保护的信源/信道联合编码方案。所提方案中，以一个图像组(Group of Picture, GOP)为基本单位，首先通过计算各层率失真函数得到各帧的 D-R 包络 曲线，然后通过联合码率分配算法采用二分有哪些信誉好的足球投注网站不断调整拉格朗日乘子优化分配 有限比特给各个质量层，使得在满足码率约束的条件下，端到端失真最小。 I 摘要 本文提出的联合编码算法复杂度低，产生的精细粒度增强层视频码流能够在 任意比特截断，而且具备较强的差错恢复能力和信道适应能力。论文给出了信源/ 信道联合编码传输系统的结构图，并简要介绍了各部分基本功能。最后进行了仿 真实验，得出了重建后的性能曲线图。结果表明，该方法能够根据信道带宽与丢 包率条件的不同，合理优化信源码率和信道码率，以达到最小端到端失真。通过 比较，本文所提方案取得良好的重建视频质量，同时在确保视频质量较好的同时 复杂度较低。 关键词： H.264/AVC，可伸缩视频编码，信源/信道联合编码，细粒度可伸缩，不 等差错保护，低密度奇偶校验码 ABSTRACT ABSTRACT With the rapid development of technology, multimedia communication has become an inevitable trend and the robust transmission of video data over wireless networks has become an important requirement. One of the requirements for transmitting video data over wireless networks is the capability to adjust the system resources for time-varying channel conditions and heterogeneous terminals. Hence scalable video coding is required since it provides flexibility and convenience for achieving the desired visual quality and bit rate. JSCC minimizes the end-to-end distortion for the transmission when network bandwidth is limited, by optimizing the bit allocation between the