圖像傳輸抗差錯(cuò)保護(hù)及其碼率分配技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，基于小波變換的圖像編碼技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。優(yōu)秀的小波圖像編碼器不僅具有較高的壓縮效率，而且產(chǎn)生的碼流具有可伸縮性，從而使得漸進(jìn)傳輸和動(dòng)態(tài)帶寬適應(yīng)成為可能。但這種碼流對(duì)包丟失和信道誤碼很敏感，傳輸過(guò)程中的任一比特錯(cuò)誤都可能導(dǎo)致位于其后的碼流數(shù)據(jù)無(wú)法正確解碼，造成恢復(fù)圖像質(zhì)量的大幅降低或完全無(wú)法正確解碼?，F(xiàn)有的Internet和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是有噪信道，不能實(shí)時(shí)提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸。因此，研究噪聲信道中的圖像可伸縮碼流實(shí)時(shí)傳輸問(wèn)題就成為一

2、項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的熱點(diǎn)研究課題。 基于前向糾錯(cuò)的差錯(cuò)控制策略是解決實(shí)時(shí)通信中圖像和視頻可靠傳輸問(wèn)題的重要手段。本文重點(diǎn)研究包刪除信道和無(wú)線信道中圖像可伸縮碼流前抗差錯(cuò)保護(hù)及其高效信源信道碼率分配算法。主要的研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)如下： L提出了一種基于雙向局部搜索的快速碼率分配算法。該算法適用于基于交織器結(jié)構(gòu)的抗丟包不等保護(hù)(ULP)系統(tǒng)，通過(guò)合理地選擇搜索起始點(diǎn)，采用自適應(yīng)鄰域的方法交替進(jìn)行前向和后向局部搜索，從而在獲得同等

3、保護(hù)性能的同時(shí)，減小了計(jì)算復(fù)雜度。 2.提出了一種基于估計(jì)的快速最優(yōu)交織器參數(shù)選擇算法。該算法適用于給定傳輸碼率的ULP系統(tǒng)，通過(guò)易求得的失真優(yōu)化解的期望失真的上下界估計(jì)最小期望失真對(duì)應(yīng)的交織器參數(shù)，避開(kāi)了復(fù)雜度較高的失真優(yōu)化解的多次求解步驟。一實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，此算法兼有復(fù)雜度低和魯棒性好的特點(diǎn)。 3.提出了有效期望質(zhì)量的概念，定義為扣除傳輸失敗情況后接收端得到的期望質(zhì)量。利用有效期望質(zhì)量與等保護(hù)和不等保護(hù)相結(jié)合的策略，提

4、出了兩種ULP系統(tǒng)的碼率分配算法：(1)基于有效期望質(zhì)量最大化判據(jù)的算法。該算法以端到端有效期望質(zhì)量最大作為碼率分配的目標(biāo)；(2)提供OoS保障的碼率分配算法。該算法在傳輸失敗概率小于給定概率閾值的約束條件下，以端到端有效期望質(zhì)量最大作為碼率分配的目標(biāo)。兩種算法都采用雙向局部搜索的方法進(jìn)行快速碼率分配。有效期望質(zhì)量性能判據(jù)克服了原期望質(zhì)量性能判據(jù)沒(méi)有考慮收端用戶最小圖像質(zhì)量要求的缺陷，實(shí)驗(yàn)表明，這兩種算法都能提高有效期望質(zhì)量，降低傳輸失

5、敗概率，而后者能夠保證傳輸失敗概率小于用戶給定的概率閾值，從而為圖像通信系統(tǒng)提供服務(wù)質(zhì)量保障。 4.提出了一種基于信源符號(hào)重排的ULP系統(tǒng)的碼率分配方案，導(dǎo)出了考慮重排效果的端到端期望質(zhì)量計(jì)算式，給出了相應(yīng)的碼率分配算法。實(shí)驗(yàn)表明，該算法在包數(shù)較小而包長(zhǎng)度較大時(shí)，能有效提高ULP系統(tǒng)的期望質(zhì)量。 5．提出了兩種基于預(yù)測(cè)的乘積碼系統(tǒng)快速碼率分配算法。該兩種算法把有效期望質(zhì)量性能判據(jù)引入到無(wú)線衰落信道的乘積碼保護(hù)系統(tǒng)中，解決