保证视频通信质量的FEC算法研究与实现

保证视频通信质量的FEC算法研究与实现

论文摘要

视频码流是经过高效压缩的数据,其比特流之间的相关性非常强,因此对误码或数据丢失很敏感。在分组网络通信中,由于因特网只能提供“尽力服务”,因此分组丢失不可避免。这样,在网络视频通信中纠错控制的重要性不言而喻。本论文重点研究应用于视频的纠删码算法,首先阐述了纠删码的研究背景和进展,详细介绍了RS码、Tornado码、LT码和Raptor码的编解码方法、编解码复杂度及性能。然后,提出并实现了一种卷积式Tornado码,把分组Tornado码偶图变换成卷积式偶图,并用该偶图对数据分组进行编解码,卷积式Tornado码增强了编码数据分组之间的相关性,能够有效地抗网络突发丢包。接下来,提出了一种基于FEC的选择重传方法,对于线性FEC只要接收到的数据分组可以线性表示全部源数据分组,解码器就可以恢复所有丢失的数据分组,根据线性FEC的这个特点,对解码失败时偶图对应的矩阵进行列变换,找到需要重传的数据分组序号。另外,本论文还给出了一种适用于重传的数据封装结构,该结构中含有两种类型:一种为含有重传分组序号信息的数据结构,另一种为含有视频数据的数据结构。利用该数据结构的视频传输系统简单易实现。最后,利用论文中给出的FEC和重传算法,实现具有抗分组丢失能力的视频通信系统,同时验证了卷积式Tornado码和基于FEC的选择重传方法。实验结果表明,本论文提出的卷积式Tornado码和基于FEC的选择重传方法能有效提高视频通信的质量,而且算法复杂度低,可用于实际视频通信系统中。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 论文文内容和结构安排
  • 第二章 纠删码概述
  • 2.1 纠删码原理
  • 2.2 现有纠删码
  • 2.2.1 RS码
  • 2.2.2 LT码
  • 2.2.3 Raptor码
  • 2.3 Tornado码
  • 2.3.1 Tornado码的构造
  • 2.3.2 Tornado码的性能
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 卷积式Tornado码算法研究
  • 3.1 Tornado码编译码原理
  • 3.2 卷积式Tornado码的设计与实现
  • 3.2.1 生成卷积式Tornado码的偶图
  • 3.2.2 卷积式Tornado码的编码流程
  • 3.2.3 卷积式Tornado码的译码流程
  • 3.3 实验结果
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 基于FEC的选择重传方法
  • 4.1 选择重传的背景
  • 4.2 现有重传技术
  • 4.3 选择重传方法原理
  • 4.4 基于FEC选择重传方法
  • 4.5 结合选择重传的Tornado码数据包封装格式
  • 4.6 实验结果
  • 4.7 本章小结
  • 第五章 具有抗分组丢失能力的视频通信系统
  • 5.1 视频编解码系统
  • 5.2 视频编码系统的各个模块
  • 5.2.1 H.264编解码器原理
  • 5.2.2 RTP协议
  • 5.2.3 信道模型
  • 5.3 实验结果与性能分析
  • 5.4 本章小结
  • 结束语
  • 致谢
  • 参考文献
  • 研究成果
  • 相关论文文献

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