保证视频通信质量的FEC算法研究与实现

摘要

视频码流是经过高效压缩的数据，其比特流之间的相关性非常强，因此对误码或数据丢失很敏感。在分组网络通信中，由于因特网只能提供“尽力服务”，因此分组丢失不可避免。这样，在网络视频通信中纠错控制的重要性不言而喻。
　　 本论文重点研究应用于视频的纠删码算法，首先阐述了纠删码的研究背景和进展，详细介绍了RS码、Tornado码、LT码和Raptor码的编解码方法、编解码复杂度及性能。然后，提出并实现了一种卷积式Tornado码，把分组Tornado码偶图变换成卷积式偶图，并用该偶图对数据分组进行编解码，卷积式Tornado码增强了编码数据分组之间的相关性，能够有效地抗网络突发丢包。接下来，提出了一种基于FEC的选择重传方法，对于线性FEC只要接收到的数据分组可以线性表示全部源数据分组，解码器就可以恢复所有丢失的数据分组，根据线性FEC的这个特点，对解码失败时偶图对应的矩阵进行列变换，找到需要重传的数据分组序号。另外，本论文还给出了一种适用于重传的数据封装结构，该结构中含有两种类型：一种为含有重传分组序号信息的数据结构，另一种为含有视频数据的数据结构。利用该数据结构的视频传输系统简单易实现。
　　 最后，利用论文中给出的FEC和重传算法，实现具有抗分组丢失能力的视频通信系统，同时验证了卷积式Tornado码和基于FEC的选择重传方法。实验结果表明，本论文提出的卷积式Tornado码和基于FEC的选择重传方法能有效提高视频通信的质量，而且算法复杂度低，可用于实际视频通信系统中。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2论文文内容和结构安排

第二章纠删码概述

2.1纠删码原理

2.2现有纠删码

2.2.1 RS码

2.2.2 LT码

2.2.3 Raptor码

2.3 Tornado码

2.3.1 Tornado码的构造

2.3.2 Tornado码的性能

2.4本章小结

第三章卷积式Tornado码算法研究

3.1 Tornado码编译码原理

3.2卷积式Tornado码的设计与实现

3.2.1生成卷积式Tornado码的偶图

3.2.2卷积式Tornado码的编码流程

3.2.3卷积式Tornado码的译码流程

3.3实验结果

3.4本章小结

第四章基于FEC的选择重传方法

4.1选择重传的背景

4.2现有重传技术

4.3选择重传方法原理

4.4基于FEC选择重传方法

4.5结合选择重传的Tornado码数据包封装格式

4.6实验结果

4.7本章小结

第五章具有抗分组丢失能力的视频通信系统

5.1视频编解码系统

5.2视频编码系统的各个模块

5.2.1 H.264编解码器原理

5.2.2 RTP协议

5.2.3信道模型

5.3实验结果与性能分析

5.4本章小结

结束语

致谢

参考文献

研究成果