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误码环境下的视频信源信道编码理论与技术研究

马林华  
【摘要】:经过压缩编码的视频数据,其码流之间有着极强的相关性,信源编码中的变长码也极易产生误码扩散效应,其符号错误概率通常比信道误码率高2-3个数量级,因此视频码流对信道误码或分组丢失极为敏感。通常信道误码率降低到10~(-4),不采取有效措施时,仍不能保证视频图像的通信质量。如果只是通过增加信道编码保护强度来降低误码率,必然会造成编译码复杂度高、延迟大等缺点,这对于实时性要求高的有限带宽视频通信来说是极为不利的。 基于视频编码符号(变长码)的高错误率是导致图像质量下降的原因分析,论文从信源和信道编码方面,开展了对变长码符号进行编码纠错的研究,通过降低变长码符号的错误率,来降低视频码流对信道误码的敏感性,相应地降低对信道比特编码纠错的要求。在研究变长码的信道编码纠错方法中,也研究了适合于视频通信的,编译码复杂度低、编码延迟小的信道编译码算法。 论文的主要研究工作有,在信源编码研究中,提出了一种AVLC信源变长码编码方法,有效地降低了变长码的误码扩散效应。在信道编码研究中,对低密度码进行了深入研究,发现了随机构造的非规则低密度码的随机性结构符合二项分布规律,并提出了非规则卷积低密度码的编译码算法,这些研究成果对于要求信道编译码复杂度低、延迟小的视频通信具有应用价值。进一步把卷积低密度码扩展到整数环Z_m上,该算法可直接用于多进制调制的符号纠错,并且用“等间隔采样”,实现了对变长码符号的编码纠错,有效地降低了变长码的错误概率,解决了视频通信抗误码的关键问题。 在实际应用研究中,将信道比特编码纠错和信源符号编码纠错结合起来,即首先通过信道比特编码纠错降低误码率,再对编码符号(变长码)进行编码纠错,降低符号错误概率,研究表明这是一种十分有效的视频抗误码方法,能够显著改善视频图像的通信质量。


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