基于SP帧的容错编码技术

随着第三代移动通信和网络技术的发展,视频通信已成为近年来多媒体通信领域的研究热点.笔者对新一代视频编码国际标准H.264中的抗误码技术进行了研究,重点研究了SP帧编码对视频传输差错的控制性能,提出了一种基于SP帧的新的容错编码方案.实验证明,这种方法在提高抗误码能力的同时,克服了传统的Ⅰ帧刷新方法编码效率低的缺点.     

视频通信中的抗误码技术

随着第三代移动通信和宽带无线技术的发展,视频抗误码与纠错技术是近年来多媒体通信领域研究的热点之一。该文从视频通信的系统模型出发,对视频通信中抗误码方法的研究及新进展进行了全面的总结。分别对信源编码端的抗误码、信道的差错控制技术、信源信道联合编码、解码端误码检测和误码隐藏方法等进行了详细评述,并总结了国际编码标准H.263+、H.263++、MPEG-4、H.264中的抗误码技术的发展,同时,指出了视频抗误码技术的发展方向和研究重点。     

基于MPEG-4的综合抗误码方法

窄带高噪声的无线信道环境是视频通信的难点.在分析无线信道特点和移动设备有限的计算和存储能力的基础上,综合鲁棒性编码、解码端的错误隐藏等技术,设计了一种基于MPEG-4的综合抗误码方法(IERM).该方法先将视频比特流划分为一些相对独立的"视频包";然后将这些"视频包"按RTP协议封装成RTP包;最后在解码端实施有效的错误隐藏.经模拟实验表明:该方法能在窄带高误码的无线信道环境下,提高重建视频图像的视觉质量.     

基于可伸缩视频编码的率失真优化编码算法*

可伸缩视频编码（SVC）可实现视频流空间、时间和信噪比的完全伸缩,但在差错信道上传输容易引起误差扩散,为此提出一种基于SVC的率失真优化编码算法。该算法在分析了差错信道下传输可伸缩视频流误差扩散失真的基础上,在率失真优化模型中引入时间和信噪比分级的误差分级参数,并根据信道状态自适应地确定宏块编码模式。该算法能够有效地抑制误码在各分层的扩散,提高了可伸缩视频流的鲁棒性。仿真结果表明,算法与以往的算法相比具有更好的抗误码性能,适合视频数据在差错信道上的传输。     

基于视频通信的信道码码率分配方法

针对差错信道下视频信源的不等差错保护问题,设计一个新的信道码码率分配策略,对一个图片组中不同位置的帧给予不同强度的保护。该策略考虑了视频信源的误码扩散问题,分析了差错掩盖方法与信道失真计算的关系,通过在编码端有效估计信道差错所引入的失真并建立最优码率分配问题,利用遗传算法快速得到最优的信道码码率分配方案。实验采用H.264视频编码标准,结果证明该策略能较好地提升视频传输系统性能。     

基于宏块编码的MSE计算模型

在分析率失真理论的基础上,提出帧内编码宏块模式、帧间编码宏块模型的新思想,并建立均方差失真计算模型。该方法能够全局最优地求得在误码环境下,率失真曲线上的最佳控制点,不仅能够在给定的网络带宽下自适应地调整量化参数,而且可以根据当前网络丢包概率进行帧内宏块刷新,起到较好地抵抗信道误码的效果,对于无线环境中的视频鲁棒编码传输及资源分配,具有较好的参考价值。     

基于SP帧技术的非平衡多描述视频编码方法

提出了一种基于SP帧技术的非平衡多描述视频煽码方法(SP-UMD),SP帧能够参照不同参考帧重构出相同的图像帧,利用这种特性SP帧可防止错误传播,并且SP帧的编码效率远远高于I帧.在本方法中,视频序列按照两种编码参数被编码成具有高分辨率的描述(HR)和低分辨率的描述(LR),在两个描述中周期性的插入SP帧,当网络发生错误时可利用LR和SP帧来防止错误传播.实验结果表明,相对于周期性插入I帧的方法,本方法在节约码率和防止错误传播方面具有一定的优越性.     

基于MPEG-4的综合抗误码方法

窄带高噪声的无线信道环境是视频通信的难点。在分析无线信道特点和移动设备有限的计算和存储能力的基础上,综合鲁棒性编码、解码端的错误隐藏等技术,设计了一种基于MPEG-4的综合抗误码方法（IERM）。该方法先将视频比特流划分为一些相对独立的“视频包”;然后将这些“视频包”按RTP协议封装成RIP包;最后在解码端实施有效的错误隐藏。经模拟实验表明：该方法能在窄带高误码的无线信道环境下,提高重建视频图像的视觉质量。     

分布式视频编码中关键帧丢失错误保护

目的 分布式视频编码较其传统视频编码具有编码简单、误码鲁棒性高等特点,可以很好地满足如无人机航拍、无线监控等新型视频业务的需求。在分布式视频编码中,视频图像被交替分为关键帧和Wyner-Ziv帧,由于受到信道衰落和干扰等因素的影响,采用传统帧内编码方式的关键帧的误码鲁棒性远不如基于信道编码的Wyner-Ziv帧。关键帧能否正确传输和解码对于Wyner-Ziv帧能否正确解码起着决定性的作用,进而影响着整个系统的压缩效率和率失真性能。为此针对关键帧在异构网络中的鲁棒性传输问题,提出一种基于小波域的关键帧质量可分级保护传输方案。方法 在编码端对关键帧同时进行传统的帧内视频编码和基于小波域的Wyner-Ziv编码,解码端将经过错误隐藏后的误码关键帧作为基本层,Wyner-Ziv编码产生的校验信息码流作为增强层。为了提高系统的分层特性以便使系统的码率适应不同的网络条件,进一步将小波分解后图像的各个不同层的低频带和高频带组合成不同的增强层,根据不同信道环境,传输不同层的Wyner-Ziv校验数据。同时对误码情况下关键帧的虚拟噪声模型进行了改进,利用第1个增强层已解码重建的频带与其对应边信息来获得第2个和第3个增强层对应频带的更加符合实际的虚拟信道模型的估计。结果 针对不同的视频序列在关键帧误码率为1%20%时,相比较于传统的帧内错误隐藏算法,所提方案可以提高视频重建图像的主观质量和整体系统的率失真性能。例如在关键帧误码率为5%时,通过传输第1个增强层,不同的视频序列峰值信噪比（PSNR）提升可达25 dB左右;如果继续传输第2个增强层的校验信息,视频图像的PSNR也可以提升0.51.6 dB左右;如果3个增强层的校验信息都传输的话,基本上可以达到无误码情况下关键帧的PSNR。结论 本文所提方案可以很好地解决分布式视频编码系统中的关键帧在实际信道传输过程中可能出现的误码问题,同时采用的分层传输方案可以适应不同网络的信道情况。     

一种基于H.264的有效视频抗误码算法

由于实时视频数据流在存储或传输中的错误、丢包等原因，解码器接收到的数据流可能不完整，无法正常解码，错误隐藏是解决这个问题的一种有效方法，在对视频压缩标准H．264研究的基础上，提出了一种基于运动跟踪的快速交互式抗误码算法；该算法由解码器检测定位出误码位置，然后编码器在编码后续帧时采用运动跟踪的原理定位出受误码影响区域，并对区域内的宏块数据进行相应的处理，以防止误码进一步扩散；仿真结果表明，提出的交互式视频抗误码方法能够快速有效地抑制误码的扩散，保证恢复视频质量。     

联合H.264和多码率Turbo码的无线视频传输

提出了一种无线视频流联合信源信道编码传输的具体方案,结合H.264视频编码,对其进行合理数据分割后采用UEP技术,并联合信道设计了一个支持信道UEP的多码率Turbo编解码器,同时把Turbo编码与type-Ⅲ HARQ混合自动重传请求机制结合以达到更可靠的数据传输保证。通过仿真实验证明,这种设计方法可进一步优化系统在恶劣的无线信道下的链路吞吐量和取得更好的视频重建质量。     

容错视频编码与传输技术研究

随着无线网络和多媒体技术应用的广泛和深入,在不可靠信道上传输视频的需求日益增长,视频编码和传输中的错误控制问题已经引起了广泛关注.本文全面回顾了过去10多年来的容错编码与传输技术,包括基于编码端的容错、基于解码端的差错掩盖以及信源信道联合编码.此外还对最新的视频编码标准H.264/AVC的容错工具进行了介绍并展望了容错视频编码与传输技术的发展方向.     

H.264/AVC在无线视频传输中的错误恢复机制

无线信道具有时变性、易错性,误比特率也比有线环境大得多,无线网络中的视频传输一直面临很大的挑战.H.264/AVC作为最新的通用视频编码标准,考虑到视频数据在易错网络环境(如无线网络)下的传输,制定了一系列的错误恢复机制.评估这些错误恢复机制在无线视频传输中的作用与效率.通过分析测试结果,对于如何选择纠错工具以及各种参...     

一种基于信源信道联合的最优速率分配算法

针对视频数据在无线信道上可靠传输问题,提出了一种基于信源信道联合的最优速率分配算法。该算法在网络带宽一定的情况下,从信源、信道及差错弹性能力权衡考虑,引入了信源解码器的抗误码性能指标,根据不同的信道状态确定信源信道编码的最优速率分配方案,从而获得最大的可解码长度,并最终获取最佳重建视频质量。仿真结果表明,该方案与传统的联合信源信道速率分配算法相比可获得更高的性能增益,适合于视频数据在无线网络上传输。     

基于有条件ARQ分层编码的视频传输

分层编码的基本层视频流如果受到损伤,将严重影响重建的视频质量,通常采用ARQ技术对基本层视频流进行保护,但是在信道状况恶劣时,大量的重传会影响系统的实时性。提出一种有条件ARQ分层编码方法,根据解码端错误掩盖后的视频损失量,决定是否需要采用ARQ技术重传受损的基本层视频。仿真结果显示该方案不但可以有效增强BL层视频包的抗差错能力,而且减少重传次数,大大降低由于完全采用ARQ所带来的系统延迟,提高视频传输的实时性。     

An improved UDP protocol for video transmission overInternet-to-wireless networks

Packet video will become a significant portion of emerging and future wireless/Internet traffic. However, network congestion and wireless channel error yields tremendous packet loss and degraded video quality. In this paper, we propose a new complete user datagram protocol (CUDP), which utilizes channel error information obtained from the physical and link layers to assist error recovery at the packet level. We propose several maximal distance separable (MDS) code-based packet level error control coding schemes and derive analytical formulas to estimate the equivalent video frame loss for different versions of user datagram protocol (UDP). We validate the proposed packet coding and CUDP protocol using MPEG-coded video under various Internet packet loss and wireless channel profiles. Theoretic and simulation results show that the video quality can be substantially improved by utilizing the frame error information at UDP and application layer     

视频压缩编码的差错复原技术

在无线移动信道和因特网等环境下的压缩视频传输业务,信道传输差错不但严重影响业务质量,甚至会导致整个视频通信完全失效,因此差错复原技术就成为易发生差错信道下视频编码的重要组成部分。在Ｈ．２６３＾＋,Ｈ．２６３＾＋和ＭＰＥＧ－４等视频编码标准中均采用了若干差错复原技术或工具。该文对目前各种新的视频编码标准中所应用的一些差错复原技术,如重同步、数据分割、可逆变长编码、参数图象选择、差错掩盖等的内容、原理     

Enhancing wireless video streaming using lightweight approximate authentication

In this paper, we propose a novel lightweight approximate authentication algorithm that provides efficient protection for wireless video streaming where attacks on the stream are possible, but classical integrity protection algorithms are impractical because bit errors occur naturally. The benefits of the proposed algorithm over other algorithms are fast execution and small message authentication code size. Moreover, the approximate authentication supports error resilient video decoding by dropping seriously damaged packets, thus improving the perceived quality of the video stream. The performance of the algorithm is demonstrated via numerical analysis, simulations and measurements over modeled and real wireless channels.     

一种适合3G网络传输的H.264 实时视频容错编码

为了在3G网络上传输H.264实时视频流,提出了一种鲁棒性容错编码策略.该系统首先将视频序列分成两个子序列分别进行编码,并在不同路径中传输,以降低因信道突发错误而造成连续丢包的概率,对丢失的数据则采用高精度的双向加权运动补偿进行预测.为了使出错子流快速恢复正常解码状态,采用多参考帧策略,使用正确解码子流的参考帧作为出错子流的参考帧来进行预测编码,以消除误差扩散.实验结果表明,该方法在无线网络环境中不仅能有效地抵抗误码和丢包对传输图像质量的影响,而且能保证视频流的正常播放和改善图像质量.与相关方法比较,该方法提高重建图像质量超过0.6dB.