喷泉编码及其在视频传输中的应用研究

论文摘要

随着计算机网络技术和多媒体信息技术的迅猛发展，人们对网络视频的需求也越来越高，视频编码技术和视频网络传输技术成为当今研究热点。数字喷泉码技术可以在几乎各种不同的网络环境中实现视频数据的安全高效传输，因此数字喷泉码技术具有很大的应用潜力。本文对数字喷泉码进行了较深入研究，主要研究工作如下：首先对数字喷泉码的提出、研究现状、应用领域进行了简单介绍，阐述了几种现有的喷泉码，分析了度分布的设计，对最具典型的LT(Luby Transform)码进行分析并用MATLAB对其做了仿真研究。把混沌理论应用到LT编码过程中，提出基于一维Markov映射的LT码的编解码算法。在LT编码过程中，利用混沌序列的随机性和遍历性来满足对随机序列的要求，替代原始的rand函数来进行编码包的度的确定和邻接包的选取，仿真结果表明，基于混沌的LT码比原LT码的性能有了明显的提高。在高差错、无反馈、低冗余的通信环境下，针对已有的具有不等错误保护(UEP)能力的喷泉码方案，从分层数差异的角度分析了在不同分层情况下使用该方案能达到的用户满意度，得出在对延迟时间高要求的条件下，分层越少，用户满意度越高；而在不看重延迟时间的情况下，分层越多，用户满意度越高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景
• 1.1.1 数字喷泉码的提出
• 1.1.2 信道编码定理的发展历程
• 1.1.3 数字喷泉技术的优势
• 1.1.4 数字喷泉码的应用场景
• 1.2 喷泉码存在的不足及展望
• 1.3 喷泉码技术研究概况
• 1.4 本文研究内容及章节安排
• 第二章 喷泉码的介绍及 LT 码的编译码技术
• 2.1 引言
• 2.2 数字喷泉码的发展背景
• 2.2.1 删除信道的传输特性
• 2.2.2 Rateless 码概述
• 2.2.3 喷泉码的概念
• 2.3 随机线性喷泉码
• 2.4 LT 码编码
• 2.4.1 LT 码的度的设计
• 2.4.2 LT 码编码
• 2.5 LT 码译码
• 2.5.1 MP 译码
• 2.5.2 高斯消去法
• 2.6 喷泉码的改进
• 2.7 本章小结
• 第三章 LT 码性能仿真研究
• 3.1 LT 仿真系统的建立
• 3.2 LT 码编码算法
• 3.2.1 度的生成
• 3.2.2 LT 编码的生成
• 3.3 LT 解码算法
• 3.4 LT 码性能仿真分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 混沌理论在 LT 编码中的应用研究
• 4.1 引言
• 4.2 混沌理论概述
• 4.2.1 物理学上的混沌定义
• 4.2.2 混沌系统的特性
• 4.2.3 虫口模型——Logistic 映射
• 4.2.4 大气对流模型——Lorenz 方程
• 4.2.5 Cat 映射
• 4.3 一维 Markov 映射性能研究
• 4.4 基于一维 Markov 的 LT 编解码原理
• 4.5 基于一维 Markov 的 LT 编解码算法描述
• 4.6 ODMMLT 算法性能仿真研究
• 4.7 本章小结
• 第五章 具有不等差错保护能力的喷泉码
• 5.1 引言
• 5.2 UEP 喷泉码方案的设计与实现
• 5.2.1 UEP 方案的介绍
• 5.2.2 调度参数的优化模型的建立
• 5.2.3 模型参数的确定及仿真求解结果
• 5.3 不同层数下 UEP 喷泉方案的仿真结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文