基于晶格量化的异构网络视频联合信源信道编码方法.doc
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1、基于晶格量化的异构网络视频联合信源信道编码方法为提高异构网络视频传输质量,提出一种基于晶格量化的异构网络视频联合信源信道编码方法。首先,利用多描述联合信源信道编码的信号源并行信道传输方案,建立高斯视频源传输的多描述独立的并行信道传输框架;其次,采用晶格尺度量化方法分别考虑有或无边信息解码器情形下实现模拟映射带宽的降低,通过带宽扩展来提高异构网络视频传输性能;最后,通过与VPS、FMS和DMUS 3种算法在编码冗余度、编码速率、峰值信噪比、端到端视频帧延迟及有效损失率指标上的对比试验,验证了所提方法的有效性。引言近年来,基于移动技术的视频传输(如在线游戏直播、体育直播等)己成为热门流媒体应用,视
2、频传输流量也出现快速增长1。2012年视频流量约占总流量的58%,2017年将达到70%左右。20122017年,移动总流量将增长14倍左右2。如何保证在现有网络下确保超清视频数据传输的可靠性是服务商面临的主要难题。虽然,当前网络基础设施建设已为用户提供不同的互联网接入方法,但单一网络的数据传输能力仍存在限制,无法提供满意的移动视频传输性能3。WLAN网络存在的主要问题是带宽受限,覆盖范围小,无法满足大量移动用户的移动视频服务需求。WiMAX网络相对可提供更广的覆盖范围和更高峰值速率,但用户共享量较大时,多媒体实时高吞吐量需求无法满足。单一网络性能受限使得异构网络带宽整合问题得到学者们的高度重
3、视。经典联合信源信道编码4(Joint Source-Channel Coding,JSCC)主要研究内容是信道编码和信源的速率最优化,以及视频数据纠错编码和信道状态:(1)信道编码和信源编码比优化,例如文献5、6;(2)在设定信道参数和状态情形下,如何对编码速率进行调整以达到需要的传输目标,例如文献7;(3)信道编码的可靠性改进,如喷泉码、Turbo等;(4)联合编码优化算法设计,实现系统性能提升,如文献8;文献9研究了在带宽限制情况下的编码速率最优化问题,可实现视频端到端失真的最小化。但是,上述算法利用差错控制方式,但并未考虑信道本身存在的故障问题,容易造成传输数据视频传输质量的弱化,影响
4、用户体验和视频服务质量。对此,本文主要针对异构网络视频传输问题,在解码器中利用晶格量化转换进行了多描述联合信源信道编码方法研究,目的是获得低失真和低延迟视频传输方案。1问题模型描述利用多描述联合信源信道编码(MD-JSCC)的信号源异构网络并行信道传输方案如图1所示。则称率失真五元组(R1,R2,D0,D1,D2)是可以实现的。其中,MD-SC问题的率失真区域R(D0,D1,D2)是速率对(R1,R2)的闭包集合。该区域中有或没有边信息(SI)事先是未知的。例外情形是二次高斯MD-SC情形,即高斯源和二次失真函数:2基于晶格量化器的模拟MD-JSCC方案2.1多重描述的模拟映射2.2晶格量化器
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