移动视频通信中的纠错编码及错误隐藏

摘要

随着移动视频通信的广泛应用,实现高质量和稳定的视频传输成为研究人员追求的目标.移动信道是高误码率,具有突发错误的信道,前向纠错编码和错误隐藏技术是保证移动视频传输质量的关键.本文针对移动信道的特点,对移动视频通信中的纠错编码和错误隐藏算法进行了研究.在对现有的纠错编码算法进行分析总结的基础上,提出级连编码和交错技术结合的纠错编码方法.采用级连编码将两种以上的纠错编码级连,在减少编解码器的复杂程度的前提下,达到了增加组长,提高纠错能力的目的;采用交错技术将突发错误转化为随机错误,使得纠正随机错误的编码能较好的发挥作用.计算机模拟结果显示在市区环境下,这一方案能使误比特率由1.925×10<'-2>降至2.614×10<'-5>.在重要信息比特没有出现差错时,视频传输的主观效果基本满足要求.表明这一方法具有较高的编码效率和纠错能力,提高了视频传输质量,并且降低了编码器的复杂程度.本文还提出一种基于宏块的交错扫描方法,使得空间上相邻的宏块不同时发生错误,这样在发生长突发错误时,也能够较好的实施错误隐藏.实验表明,这一方法具有以下优点:(1)简单易实施,(2)对宏块连续出错的视频图像的恢复具有明显的有效性,(3)冗余比特增加少.本文提出的方法针对性的解决了移动信道中高误码率和长突发错误造成的视频质量下降的一些问题,达到了提高视频传输质量的目的.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2信源与信道的抗误码算法

1.2.1前向纠错编码

1.2.2分层编码

1.2.3多描述编码

1.2.4信源/信道联合编码

1.3错误隐藏的主要算法

1.3.1基于时间的错误隐藏

1.3.2基于空间的错误隐藏

1.3.3基于码流结构改变的错误隐藏

1.4交互式抗误码技术

1.5本文的研究内容和论文的结构

第二章视频业务的特点及视频编码国际标准

2.1视频业务的特点

2.2视频编码标准

2.2.1 MPEG系列标准

2.2.2 ITU-T视频编码标准

2.3视频编码器采用的压缩技术

2.3.1色度信息的亚采样

2.3.2量化

2.3.3预测编码

2.3.4运动补偿和帧间编码

2.3.5频率变换

2.3.6可变长编码

2.3.7画面插补

2.4视频编码比特流的层次结构

2.4.1序列(sequence)

2.4.2画面组(GOP)

2.4.3画面(picture)

2.4.4片(slice)

2.4.5宏块(macro block)

2.4.6块(block)

2.5视频解码器

2.6小结

第三章移动信道及其信道模型

3.1概述

3.2移动信道的特性

3.2.1无线信号在自由空间的传播

3.2.2多径传播的基本特性

3.2.3多径传播对数字传输的影响

3.3移动信道的仿真与模型

3.3.1移动信道的仿真

3.3.2常用的移动信道模型

3.3.3本文采用的信道模型

3.3.4信道模型仿真测试结果

3.4小结

第四章级连码和交错技术相结合的纠错编码方法

4.1前向纠错编码

4.1.1纠错编码的分类

4.1.2常用的纠错编码

4.1.3级连码

4.2交错技术

4.3系统编码方案

4.4实验结果

4.5小结

第五章基于宏块交错的错误隐藏方法

5.1基于宏块交错的错误隐藏方法

5.1.1宏块的交错分布

5.1.2解码端的错误隐藏

5.2实验结果

5.3小结

第六章结语

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文