視頻無(wú)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(wú)線技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線視頻應(yīng)用變得越來(lái)越常見(jiàn)。然而，作為關(guān)鍵技術(shù)之一，無(wú)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(wú)線通信系統(tǒng)的最優(yōu)性與自適應(yīng)性問(wèn)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(wèn)題面臨的挑戰(zhàn)。由于移動(dòng)性，多徑效應(yīng)等，無(wú)線信道噪聲隨時(shí)間變化;多終端共享的無(wú)線頻帶也會(huì)導(dǎo)致信道帶寬隨時(shí)間波動(dòng)。無(wú)線信道的時(shí)變特性給自適應(yīng)性問(wèn)題帶來(lái)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(wú)線信道條件下，數(shù)字視頻傳輸對(duì)信道的時(shí)變特性自適應(yīng)能力很弱。近年來(lái)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(wèn)題，受其激勵(lì)，混合數(shù)字模擬方法被提出來(lái)以更好地在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中傳輸視頻。
　　在本論文中，首先我們針對(duì)視頻無(wú)線通信的自適應(yīng)性提出一種漸進(jìn)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(jìn)現(xiàn)有偽模擬方法對(duì)信道帶寬波動(dòng)十分敏感的問(wèn)題。拋棄固定帶寬的假設(shè)，在

3、數(shù)據(jù)包的粒度上，通過(guò)對(duì)每個(gè)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(jìn)行優(yōu)化，該方法能使接收端每次收到一個(gè)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(jì)的情況下，這種漸進(jìn)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(dòng)。通過(guò)詳盡的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與對(duì)比，我們證實(shí)了漸進(jìn)式偽模擬視頻傳輸對(duì)于無(wú)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(dòng)態(tài)變化時(shí)，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(duì)視頻無(wú)線傳輸系統(tǒng)的最優(yōu)性提出新的見(jiàn)解?？紤]到人眼對(duì)視頻的結(jié)構(gòu)信息更為敏感的特點(diǎn)，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(biāo)，在帶寬不足的情況下實(shí)際上有損視頻的結(jié)構(gòu)信息。對(duì)此，本文提出一種結(jié)構(gòu)信息保護(hù)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(duì)前者給予足夠的保護(hù)并使用數(shù)字視頻通信方法對(duì)其魯棒地傳輸，達(dá)到結(jié)構(gòu)信息保護(hù)的目的;對(duì)后者設(shè)計(jì)混

5、合數(shù)字模擬傳輸方法進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(wú)線傳輸系統(tǒng)大都考慮單視點(diǎn)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(wú)線傳輸問(wèn)題。結(jié)合人眼立體視覺(jué)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(guò)設(shè)計(jì)一種交錯(cuò)式的混合數(shù)字模擬編碼結(jié)構(gòu)，使得在滿