网络自适应无线视频传输算法研究

论文摘要

随着无线网络的发展,无线网络能提供的带宽越来越高,这使得利用无线网络进行视频传输成为了可能。但由于视频信号的信息数据量特别巨大,必须经过高效的压缩才能在无线网络上进行传输。由于无线网络所具有不稳定性等特征,这要求所采用的算法不仅要有高效的压缩性能,还要有良好的网络亲和性以及较强的容错性能。本文主要是针对灭火救援应急现场的无线视频传输进行了研究并将本文算法成功用于江阴市消防大队。在前人研究的基础上提出了网络自适应无线视频传输算法。该算法分为两个部分,第一个部分是从视频采集终端到中间处理设备,采用分布式视频编码算法,并作出了相应的改进;第二个部分是从中间处理设备到终端用户的传输,主要采用H.264算法,并对H.264算法的变换和编码部分做出了改进。本文主要从以下方面做了深入研究和改进:1、将分布式视频编码算法融入到网络自适应无线视频传输算法中。对网络自适应无线视频传输算法进行了有益的扩充。分布式视频编码一改传统视频编码的思想,将编码复杂度转移到解码端进行,能够大幅度降低编码端的复杂度,特别适合用于可移动设备终端进行无线视频采集与传输。2、对H.264的变换部分做了相应的改进。现在H.264编码算法中变换部分采用的是DCT变换,DCT变换会出现方块效应。本文借鉴小波变换在图像处理中的成熟应用,在变换部分采用小波变换,很好的去处了方块效应。由于小波变换能够将高频和低频部分很好的分开,有着很好的分层作用,能更好的实现视频的分层传输。3、在容错控制方面。本文改进了原来H.264码流控制算法,接收端根据接收到的报文的误码率来调节RTP流的发送速率。调整的策略一般会采用缓升快降的方式,即在未达到阈值的时候,使用加法因子增大RTP包的发送速率,而在需要降低发送速率时,则采用乘法因子来迅速降低发送端的发送速率。本文采用动态加性因子,使RTP速率更为平稳,接收到的视频质量有明显提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题研究目的、意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 分布式编码的研究
• 1.3.2 无线网络自适应传输技术
• 1.4 本设计做的主要工作
• 1.5 本文组织结构
• 第2章 无线视频传输技术综述
• 2.1 视频压缩的必要性
• 2.2 视频质量评级
• 2.2.1 主观评价
• 2.2.2 客观评价
• 2.3 视频编码发展简史
• 2.4 适用于无线环境信道的视频编码技术
• 2.4.1 最小传输编码
• 2.4.2 自适应码率调节
• 2.4.3 可伸缩编码
• 2.5 无线通信技术
• 2.6 本章小结
• 第3章 H.264/AVC 算法
• 3.1 H.264/AVC 算法简介
• 3.1.1 H.264 算法的特点
• 3.1.2 H.264/AVC 的分层结构
• 3.1.3 H.264/AVC 数据格式
• 3.2 H.264/AVC 编码原理
• 3.2.1 编码器工作流程
• 3.2.2 VCL（视频编码） 层实现
• 3.3 H.264 解码
• 3.4 H.264 容错技术
• 3.4.1 误码对视频质量的影响
• 3.4.2 容错技术分类
• 3.5 本章小结
• 第4章 分布式编码
• 4.1 分布式编码算法简介
• 4.2 分布式编码的理论基础
• 4.2.1 压缩编码理论基础
• 4.2.2 边信息生成理论
• 4.3 Wyner-Ziv 视频编码系统
• 4.4 基于原始图像相关性的边信息生成算法
• 4.4.1 基于运动补偿的内插值方案
• 4.4.2 基于运动补偿的外插值方案
• 4.4.3 基于原始图像相关性的内插算法
• 4.5 分布式视频编码的码率控制技术
• 4.6 实验结果
• 4.7 本章小结
• 第5章 自适应分层编码算法
• 5.1 小波变换
• 5.2 无线网络自适应视频编码
• 5.2.1 视频获取
• 5.2.2 变换
• 5.3 编解码
• 5.3.1 主SP 帧的编码过程
• 5.3.2 主SP 帧的解码
• 5.3.3 辅SP/SI 帧编码过程
• 5.3.4 辅SP/SI 帧解码过程
• 5.4 自适应传输控制
• 5.4.1 网络状态评估
• 5.4.2 改进的发送端码流调整算法
• 5.5 本章小结
• 第6章 工作总结及展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
• 致谢