无线视频传输中的不等差错保护技术研究

摘要

作为目前视频压缩应用的主流标准，H.264/AVC中的变长编码和预测编码技术使得压缩后的视频码流对传输误码异常敏感，加上无线信道的时变特性，压缩后的码流将受到多种干扰的影响，从而导致高误码率。考虑到压缩后视频流数据中不同比特在解码重建过程中的贡献不同，需要根据其重要性来加以不同程度的保护，从而得到更好的图像质量。另外，不等差错保护技术需要根据编码端的视频压缩机制和无线信道状态做动态的调整，避免无线资源的浪费和系统性能的起伏。文中对无线视频传输中的不等差错保护技术做了较为深入的研究，主要的研究内容如下：
　　（1）重点研究了H.264的码流结构，提出了一种简单有效的数据优先级划分方法，即基于 NAL单元的数据分割方法。在该方法中，将压缩后视频流中的序列参数集（SPS）、图像参数集（PPS）和I帧划为重要比特部分，剩下的P帧作为非重要比特部分，这种分割方式能有效地区分视频信息的重要性差别。
　　（2）按照基于NAL单元的码流分割策略，结合16-HQAM调制，将重要性比特映射到每个星座点符号中的高有效比特（MSB，即高两位），非重要性比特映射到低有效比特（LSB，即低两位），实现了不等保护传输。仿真结果表明，该方案可有效地提高恢复视频质量，特别是在较低的比特信噪比条件下，对视频质量的改善最高可达5dB。
　　（3）通过研究不同的编码速率对压缩后视频流中重要性比特与非重要性比特比例的影响，提出了一种自适应的64-HQAM不等保护方法，码流的分割采用DP，其中Partition-A作为重要比特，Partition-B+Partition-C作为非重要比特。根据重要比特与非重要比特的比例自适应地切换调制模式，从而不降低对重要比特的保护。实验结果证明该方案有效地提高了无线视频的通信质量，提高了视觉感知效果。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1研究背景及研究意义

1.2不等差错保护技术的研究现状

1.3本文的主要研究内容和结构安排

第二章 H.264/AVC视频编码标准概述

2.1 H.264/AVC标准的基本框架

2.2 H.264/AVC标准中的技术革新

2.3 H.264码流的组织结构

2.4本章小结

第三章 H.264无线视频传输与码流分割策略

3.1 H.264的无线传输与抗误码工具

3.2数据分割与可伸缩视频编码技术（SVC）

3.3基于NAL单元的数据分割算法

3.4本章小结

第四章 基于16-HQAM视频传输不等差错保护方法

4.1 HQAM不等差错保护原理

4.2基于16-HQAM的UEP方案与实现

4.3仿真实验及性能分析

4.4本章小结

第五章 基于64-HQAM自适应视频传输不等差错保护方法

5.1 H.264/AVC分层编码

5.2 64-HQAM的分级调制模型

5.3基于数据分割（DP）的自适应不等差错保护方法

5.4仿真实验及性能分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

附录 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢