Internet上视频和图象传输的错误控制技术

摘要

传统的低码率视频和静止图象压缩标准(好H.261、H.263、JPEG2000)为了达到更高的压缩效率,并没有充分考虑数据丢失的影响.因此当压缩后的视频数据经过打包在无Qos保证的Internet上传输时,数据丢失不但会影响当前帧还会连续扩散到以后的解码帧从而导致图像质量的严重恶化,必须采用相应的错误控制技术.该文主要针对该问题,分别在图象编码端和解码端提出若干错误控制技术提高视频和图象传输的抗误码性能.该文首先建议了一种新的基于宏块级的交叉打包算法,属于同一帧的视频压缩数据根据打包规则存放到多个数据包中.该打包算法防止数据丢包造成连续几个GOB同时丢失的情况出现,从而能够保证有足够多的数据用于后续的数据恢复过程.错误掩盖算法是在解码端较为常用的错误控制技术,当图象信源特征使用马尔可夫任意场模型描述时,该文提出的空域掩盖算法能够获得丢失数据的最大后验估计;利用时间相关信息的时域掩盖算法在前一帧图象中根据块匹配和运动一致性原则使用完全搜索法寻找最匹配的宏块.建议的新的三步搜索法在图象恢复质量有少许下降的前提下,比完全搜索法的运算量减少了20倍左右,从而适应实时应用的要求.该文提出的主动防错算法改变了图象的运动预测顺序,该措施和FEC以及重传措施联合使用消除了丢包造成的错误衍生现象.根据当前网络状况自适应调节编码参数的算法更进一步提高了系统的抗丢包性能.最后,该文提出了几种措施保护可变速率编码方法(SPIHT)编码的静止图象的传输,抑制了信道误码对图象质量的消极影响.

目录

文摘

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第一章前言

1.1选题背景

1.2视频压缩标准

1.2.1H.261

1.2.2H.264

1.2.3MPEG4

1.2.4JPEG

1.2.5JPEG2000

1.3论文内容和范围

1.4论文的研究成果和组织结构

第二章视频传输技术综述

2.1Internet数据流量特点

2.2错误控制算法

2.2.1基于发送端的错误控制

2.2.2基于解码端的错误控制技术

2.2.3发送端和解码端配合

2.3视频数据传输方法

2.3.1码率控制

2.3.2工业标准

第三章错误掩盖算法

3.1概述

3.2打包算法

3.2.1基于GOB的交叉打包

3.2.2基于宏块的打包算法

3.3错误掩盖算法

3.3.1空域掩盖算法

3.3.2时域掩盖算法

3.3.3自适应错误掩盖

3.3.4刷新频率调整

3.4试验结果和分析

3.4.1试验环境

3.4.2空域掩盖算法测试

3.4.3时域掩盖算法测试

3.4.4刷新算法测试

第四章主动防错算法

4.1算法描述

4.2问题描述

4.3关键帧保护

4.3.1重传

4.3.2前向纠错

4.3.3KPI选择

4.4系统实现

4.5实验数据

4.5.1压缩效率比较

4.5.2抗丢包性能比较

第五章SPIHT错误掩盖算法

5.1介绍

5.2SPIHT编码算法

5.3改进的SPIHT算法

5.3.1问题描述

5.3.2系数分区

5.3.3错误检测

5.3.4非等重的错误保护

5.4试验结果

5.4.1测试标准

5.4.2测试结果

第六章总结和未来工作设想

参考文献

攻读博士期间撰写与发表的论文

致谢