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《清华大学》 2003年
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视频容错编码与传输技术的研究

范晨  
【摘要】: 由于视频业务误码敏感度高并且有实时性要求,这与无线信道相对较窄的带宽和较高误码率形成了尖锐的矛盾。因此,要在无线信道上开展视频业务,必须在保证视频编码压缩效率的同时,提高视频编码的容错性能。由于该问题极具挑战性,因此成为近年来通信领域内的一个研究热点。 针对主流的DCT变换结合运动补偿的视频编码框架,论文从提高其容错性能入手,同时兼顾压缩效率和运算复杂度的要求,重点进行了以下几个方面的研究。 为了抑制视频编码在空间方向的误码扩散,提出了针对变长熵编码的信源信道联合卷积编码算法。该算法借助系统卷积码的结构,在不增加编码开销的前提下,实现了对变长熵编码码流的逐比特的非等重保护,从而有效抑制了误码扩散。他人这方面的工作主要集中在通过增加冗余提高变长码本身的容错性能,和提高变长码译码算法的鲁棒性上。因此,该算法为解决变长码误码扩散问题提供了全新的思路,具有重要的理论意义。 同时,为了克服视频编码在时间方向的误差扩散,提出了基于棋盘插值的多描述视频编码框架。在此框架内时间方向的误差扩散可以通过两个步骤得到有效的控制。第一步是通过增加冗余来降低可能出现的编解码器不匹配的程度,第二步是通过反馈来消除残余误差的积累效应。实验结果证实,在误比特率为1×10-4时,通过以上两个步骤,时间方向的误差扩散得到了非常有效的控制。 另外,论文对图像遭遇误码之后的修复算法进行了重点研究,用于提高出错后重建图像的主观视觉效果。对于分块DCT编码,提出了一个基于掩模插值的图像块修复算法。考虑到人眼对于物体边缘信息比较敏感,该算法利用相邻图像块之间的相关性,对受损图像块的边缘位置与走向进行估计,然后选择合适的方向进行插值修复。与运算复杂度相当的同类算法相比,该算法的修复图像质量无论在客观评价准则和主观评价准则上都有一定的提高。针对小波变换编码,论文提出了自适应DWT技术,它能够在一定程度上抑制高频子带丢失之后重建图像中物体边缘附近的波纹效应。 最后,论文还研究了针对恶劣无线信道的链路层技术,包括自适应纠错与帧同步,并提出了基于最大后验概率的帧同步判决算法,大大提高了存在滑码时 WP=6 同步判决的可靠度,从而显著改善了链路层的吞吐率。这部分内容与前面的视频容错编码算法共同构成了一个完整的高鲁棒性的无线视频传输解决方案。 论文的部分成果已经应用于军工项目“多功能终端”之中,首次在军用无线综合业务数字网上实现了语音、视频和数据的多业务综合通信,能够在高误码信道上提供稳健可靠的通信质量。该设备已通过正样鉴定,开始投入生产。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TN919.81

【引证文献】
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1 赵安邦;余赟;孙国仓;李关防;惠俊英;;基于残差补偿的多描述视频编码[J];中国科学(F辑:信息科学);2009年07期
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【共引文献】
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10 张强;吴小帅;;S波段微型直接变频发射机[J];半导体技术;2009年08期
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6 吴俭;邵玉斌;刘小洋;;基带传输系统的DSP+FPGA硬件实现[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年
7 李万社;任俊伟;;一种寻找最优正交小波基的方法改进[A];全国第二届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2007年
8 李燕斌;;AM调制度判别原理及其在话音静噪处理中的应用[A];全国第二届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2007年
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10 陈霖;武岳;何旭;;RS码的时域编码和DSP的实现[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年
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【同被引文献】
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2 马宇峰;蔡安妮;;一种基于H.264 Intra帧的差错隐藏方法[J];北京邮电大学学报;2006年01期
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8 肖嵩,吴成柯;无线信道中的联合信源信道编码[J];电子与信息学报;2002年12期
9 陈强,卓力,沈兰荪;基于感兴趣区的MPEG-4FGS增强层码率分配算法[J];电子与信息学报;2005年03期
10 程中东;卢琼玲;;浅析差错控制技术的主要思想及其实现[J];黄冈师范学院学报;2006年03期
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1 李广森;级联卷积编码和空时编码的研究[D];国防科学技术大学;2001年
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【二级引证文献】
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