基于SoftCast的无线视频传输优化技术研究

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:liongliong543
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近年来无线视频组播技术受到人们广泛关注。传统的点对点传输方案要求发送端预知接收端的信道条件,并选择最优的编码调制方案以达到最好的接收效果。但在组播场景或移动场景下,这种方案很容易产生悬崖效应,即信噪比小于某一门限后,接收质量急剧下降。2009年,美国学者S.Jakubczak和D.Katabi提出一种名为SoftCast的传输方案。与传统方案不同的是,SoftCast采取无损压缩有损传输方式,保证信道中实际传输的信号和原始视频像素值呈线性关系,因此视频的接收质量只取决于当前用户自身的信道条件,从而避免了悬崖效应。本文的研究落点于SoftCast的视频块划分过程。传统SoftCast传输方案对3DDCT变换后的系数采用均等视频块划分方法,为获得理想的功率分配和差错保护效果就需要把每个视频块划分得足够小,因此会产生大量需要传输的元数据消耗信道资源,因为元数据数量与视频块的数目保持正比关系。然而,DCT系数的幅值分布并不均匀,从直流分量向低频和高频分量过渡时幅值会急剧降低,SoftCast采用的均等视频块划分方案没有考虑这一规律。为此,已有一种二维自适应视频块划分方法被提出,可以明显减少获得同样传输性能时所需要的视频块数量。针对自适应视频块划分算法的不足,本文进一步提出两种视频块划分改进方案。首先,本文将此算法扩展到三维空间,在一个视频帧内采用自适应划分方法;在帧间考虑到DCT系数的幅值从前向帧到后向帧逐帧递减,逐帧依次减少分配的视频块数,并仿真验证了该方法的有效性。其次,自适应划分算法复杂度非常高,需要针对每一帧视频数据反复迭代才能得到最佳划分方案,本文利用DCT系数的幅值分布规律提出一种三维空间的视频块对角划分方法,综合考虑前后帧不同的幅值分布特性来划分视频块。该方法相比均等划分方案视频接收质量有明显改善,且复杂度接近;相比自适应划分方案则大大降低了复杂度,而视频接收质量仅略为下降。
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