无线视频通信中若干关键技术的研究

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本文从信源、信道以及接收端三个方面出发,针对无线环境下的视频传输问题进行了研究,主要包括视频转码和视频抗误码技术两部分内容。总结起来,本论文已完成的工作主要包括以下四点: 1.提出了基于H.264视频编码标准的转码方案。在比特率转码方面,本论文首先提出了一种高效的比特率转码结构。这种结构对像素域级联转码结构进行了改进,通过运动矢量复用和结构简化使得转码器复杂度有了很大程度的降低。并通过对参考帧之间的误差进行补偿,克服了开环结构中漂移误差对视频恢复质量的影响。然后采用了一种基于PID控制器的码率控制算法保证输出码率与目标码率的一致;在空间分辨率转码方面,本文采用了基于小波变换的图像下采样算法,并提出了一种自适应的宏块编码模式判断与运动矢量下采样算法,它可以根据原尺度图像中四个相邻宏块的运动矢量自适应地计算下采样后宏块的运动矢量大小;在时间分辨率转码方面,本文采用了丢弃B帧的转码方案,在不影响其它未丢弃帧解码质量的前提下,实现显示帧率的转换。 2.提出了一种基于H.264标准的混合误码掩盖方法。误码掩盖是一种有效的视频通信抗误码技术。它利用视频数据中存在的相关性和人眼视觉特性对出错的视频数据进行掩盖,以提高重建视频的主观感受质量。本文基于已有的空时域混合误码掩盖思想,提出了一种基于H.264视频编码标准的混合误码掩盖方法。该方法在空、时域误码掩盖算法上分别采用了新的空域内插方法与时域运动矢量恢复办法。在空域误码掩盖方面,本文方法采用双线性内插法与平均内插法对受损宏块进行内插;在时域误码掩盖方面,本文方法综合考虑宏块运动矢量间的空域与时域相关性,利用空域与时域不同位置的宏块的运动矢量对受损运动矢量进行估计。然后根据边界匹配准则在两类误码掩盖方法之间进行自适应地选择。最后使用基于MAP预测器的边缘增强算法对误码掩盖后的区域进行后处理,以进一步提高重建视频的质量。 3.提出了一种信道自适应的无线视频流差错控制机制。该方法充分考虑MPEG-4FGS码流的细粒度可扩展特性,根据码流的重要性程度采用不等的保护措施,同时能够自适应地根据无线信道的具体状况,将信道带宽在MPEG-4FGS信源编码速率和信道编码速率之间进行最优化分配,使得接收端能获得最佳的重建视频质量。与均等错误保护和固定的不等错误保护方法相比,在各种不同信道状况下,该方法均可获得更好的性能。 4.建立局域网环境下的视频转码平台。为了验证提出的转码方法的有效性,本文采用Winsock和多线程编程技术实现了一个基于H.264标准的视频点播演示平台,该平台可以完成视频转码、解码以及显示等,能够同时为多个用户提供个性化的视频服务。
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