摘    要：可伸縮視頻編碼可以根據(jù)信道波動(dòng)的情況傳輸部分碼流獲取較低的視頻質(zhì)量以適應(yīng)無(wú)線信道的波動(dòng)。在滿足信道傳輸速率的約束條件下，給出了率失真意義下聯(lián)合優(yōu)化多進(jìn)制正交調(diào)幅子信道分配、可伸縮視頻編碼的傳輸層致以及各層的信道編碼保護(hù)級(jí)別的視頻傳輸算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在加性高斯白噪聲信道下，與等重保護(hù)且不考慮多進(jìn)制正交調(diào)幅子信道差異的機(jī)制相比，該傳輸方案能夠取得平均1．5～2 dB的解碼增益，顯著提高了可伸縮視頻碼流無(wú)線傳精的魯棒性。
關(guān)鍵詞：可伸縮視頻編碼；非等重錯(cuò)誤保護(hù)；多進(jìn)制正交調(diào)幅；碼率兼容刪除卷積碼

    隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)無(wú)線媒體業(yè)務(wù)的需求正在快速增長(zhǎng)。為了解決無(wú)線視頻傳輸?shù)目拐`碼性能問(wèn)題，研究人員提出了許多容錯(cuò)的信源信道編碼技術(shù)。為了適應(yīng)信道的時(shí)變特性，人們提出了可伸縮視頻編碼方法�？缮炜s視頻編碼生成多層碼流，傳輸?shù)膶訑?shù)越多，解碼的視頻質(zhì)量越好。這使得可伸縮視頻編碼成為解決適應(yīng)信道波動(dòng)和終端處理能力異構(gòu)的有效手段。為了實(shí)現(xiàn)良好的容錯(cuò)性能和較高的編碼效率，視頻比特流不同部分重要性不同，對(duì)重要部分的優(yōu)先保護(hù)稱為非等重錯(cuò)誤保護(hù)(unequal error protection，UEP)。
    多進(jìn)制正交調(diào)幅(mulriple quadratureamplitude modulation，M-QAM)星座信號(hào)點(diǎn)不同比特位置具有不同的抗噪性能，可在不增加信道帶寬的前提下提供不等的錯(cuò)誤保護(hù)能力，提高視頻傳輸?shù)聂敯粜浴?BR>    考慮信道編碼能夠在惡劣的信道條件下提供良好的保護(hù)能力，本文提出了一種在M-QAM不同的子信道具有不同的信道容量的約束下，聯(lián)合優(yōu)化選擇可伸縮視頻編碼的傳輸層數(shù)，各層的前向糾錯(cuò)編碼保護(hù)級(jí)別的率失真優(yōu)化算法。

l M-QAM不同等級(jí)的子信道劃分
    目前，許多不同的星座已經(jīng)被采用，對(duì)于高斯信道，圖1的方形星座是最優(yōu)的，相對(duì)于星形星座，在同樣的平均信號(hào)功率的下，方形星座的平均最小距離比星形星座大20％。

    不同的M進(jìn)制QAM有不同的分區(qū)方法，這里給出16-QAM、64-QAM和256QAM的分區(qū)方法。對(duì)于16-QAM中每個(gè)信號(hào)點(diǎn)相關(guān)的二進(jìn)制碼字采用Gray編碼。16-QAM形成2種不同等級(jí)的子信道。對(duì)于I相位和Q相位的4位碼字i1、q1、i2、q2的2個(gè)最重要的比特位i1、q1，50 %的情況下判決距離是3d，50％的情況下判決距離是d，因此平均的保護(hù)距離是2d。對(duì)于最不重要的比特位i2、q2判決距離總是d。因此把16-QAM調(diào)制信道判分成C1和C2個(gè)子信道，C1信道比C2信道的誤比特率低。對(duì)于AWGN信道，C1和C2信道比特錯(cuò)誤率分布為：

其中：d為信號(hào)點(diǎn)最小距離；No／2為雙邊功率譜密度；Q函數(shù)為為平均的信號(hào)點(diǎn)能量。圖2給出了AWGN信道下，16-QAM的C1和C2的誤比特率P1G、P2G與Eo/No關(guān)系的實(shí)驗(yàn)?zāi)�擬結(jié)果。

    對(duì)于64-QAM，允許將視頻碼流分區(qū)成3個(gè)或更多的信道，提供更加靈活的非等重子信道分割方式。對(duì)于64QAM，每個(gè)信號(hào)點(diǎn)用2個(gè)6位的碼字表示：i1、q1、i2、q2、i3、q3,可以將64QAM進(jìn)行(3-3)劃分，從而形成(i1，q1，i2)和(q2，i3，q3)2個(gè)子信道，或者進(jìn)行(2-4)劃分，形成(i1，q1)、(i2，q2，i3，q3)2個(gè)子信道，或者按(2，2，2)劃分成3個(gè)子信道。對(duì)于可伸縮視頻碼流可將重要性高的基本層或者低的增強(qiáng)層放在高優(yōu)先級(jí)的子信道上傳輸，而把重要性低的增強(qiáng)層放在低優(yōu)先級(jí)的子信道上傳輸。

2 可伸縮視頻編碼
    一般可伸縮視頻編碼生成1個(gè)基本層和L個(gè)增強(qiáng)層；只有基本層和第l，2，…，l-l層增強(qiáng)層均已傳輸時(shí)，第l層才能正確解碼。MPEG-4提出了的細(xì)粒度可伸縮視頻編碼技術(shù)是一種有效的視頻編碼技術(shù)，它生成2個(gè)碼流：基本層和增強(qiáng)層。基本層碼率較低，增強(qiáng)層可以劃分為多層，可以根據(jù)信道波動(dòng)進(jìn)行截?cái)�。在流化傳輸時(shí)可根據(jù)信道約束選擇一定層數(shù)的碼流進(jìn)行傳輸，層數(shù)越多，獲得視頻幀的解碼圖像質(zhì)量越好，但所需傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)也越多。

3 率失真意義最優(yōu)的聯(lián)合子信道和信源信道編碼碼率分配的算法
    在給定信道容量的條件下，M-QAM的每個(gè)子信道容量固定�？缮炜s視頻編碼器每幀編碼后可得到m層碼流，在流化傳輸時(shí)選擇一定層數(shù)的碼流進(jìn)行傳輸，層數(shù)越多，獲得視頻幀的解碼圖像質(zhì)量越好；為了對(duì)抗無(wú)線信道誤碼，提高視頻傳輸?shù)姆�(wěn)健性，需要對(duì)各層碼流采取一定的信道糾錯(cuò)編碼，信道編碼的冗余越多，視頻傳輸?shù)聂敯粜栽胶茫�但�?huì)增大信道的傳輸碼率；可伸縮視頻的各層碼流具有不同的重要性，在總的信道冗余約束下，需要對(duì)各層碼流優(yōu)化分配信道冗余提高端到端視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量。
    記各視頻幀基本層為第O層，其余各增強(qiáng)層依次為l，2，…；假設(shè)M-QAM等效的每條信道傳輸速率為Ci，視頻第i幀選取0～li層碼流進(jìn)行流化傳輸，其對(duì)應(yīng)的比特?cái)?shù)為ri(li)，各層選取的信道編碼效率分別為，其中：假設(shè)打包時(shí)數(shù)據(jù)
包信息比特?cái)?shù)為L(zhǎng)，則視頻第i幀第j層采用效率為工博士工業(yè)品商城聲明：凡資訊來(lái)源注明為其他媒體來(lái)源的信息，均為轉(zhuǎn)載自其他媒體，并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn)，也不代表本網(wǎng)站對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。您若對(duì)該文章內(nèi)容有任何疑問(wèn)或質(zhì)疑，請(qǐng)立即與商城(rz-tex.com)聯(lián)系，本網(wǎng)站將迅速給您回應(yīng)并做處理。
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