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适用于不等保护的自适应视频编码方法

西安交通大学学报 2012年第4期46卷 94-99页

作者：冯妮娜常义林李鹏卢朝阳西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室西安710071

为了提高视频编码效率,同时便于设计有效的不等保护方法,提出一种同时考虑视频内容空间特性和时间特性的视频编码方法.首先确定可表征宏块内容空间特性和时间特性的参数,然后确定反映宏块与空间邻近及时间邻近宏块之间相关性强弱的加权... 详细信息

为了提高视频编码效率,同时便于设计有效的不等保护方法,提出一种同时考虑视频内容空间特性和时间特性的视频编码方法.首先确定可表征宏块内容空间特性和时间特性的参数,然后确定反映宏块与空间邻近及时间邻近宏块之间相关性强弱的加权因子,最后将宏块划归到对恢复视频质量影响较大的重要slice组或一般slice组进行编码.与不考虑视频内容特性的编码方法相比,该方法不但可以进一步提高编码效率,而且更有利于识别对恢复视频质量影响较大的宏块,以便利用不等保护方法对这些重要宏块提供较多的保护.实验结果表明,在编码比特率相近的条件下,该方法对恢复视频质量平均提高了0.22dB和0.46dB,且在slice组具有相同大小的前提下,该方法定义的重要slice组对恢复视频质量平均提高了1.52dB和1.20dB.

关键词：视频编码不等保护内容特性 slice组划分

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基于信源符号重排的抗丢包图像不等保护方法

计算机科学 2007年第2期34卷 238-241,249页

作者：杨亚东吴成柯肖嵩杜建超空军工程大学电讯工程学院西安710077 西安电子科技大学ISN国家重点实验室西安710071

对内嵌图像数据采用交织器结构的不等保护,以抗击包丢失现象,是广泛采用的有效方案。本文提出在同一信道码率游程内,把信源符号的排列方式从原方案的逐行排列改成逐列排列能够增加接收端用于解码的信源符号数目,改善重建图像的质量。基... 详细信息

对内嵌图像数据采用交织器结构的不等保护,以抗击包丢失现象,是广泛采用的有效方案。本文提出在同一信道码率游程内,把信源符号的排列方式从原方案的逐行排列改成逐列排列能够增加接收端用于解码的信源符号数目,改善重建图像的质量。基于以上改进,导出了相应的期望PSNR计算式。在考虑重排效果和解码图像最小质量要求的前提下,提出了一种基于局部搜索的信源/信道码率分配新算法。采用双状态马尔可夫网络模型,通过对SPIHT和JPEG2000编码器产生的码流数据进行仿真实验。结果表明,在同样的传输失败概率下,新算法的期望PSNR值显著优于同类算法,特别在包数较少而包长度较大的情况下,期望PSNR性能的改善幅度更大。

关键词：联合信源/信道编码不等保护 QoS 图像通信图像编码

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Turbo码的不等保护特性及应用

河南师范大学学报（自然科学版） 2011年第4期39卷 149-151页

作者：宋伟柳宏川郑州大学信息工程学院郑州450052

对Turbo码的不等保护特性进行了深入的研究,并引入累积误比特率对其进行描述,给出了仿真曲线.最后对不等保护的实际应用进行了总结和讨论.

关键词：纠错码 Turbo码误比特率不等保护

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基于不等保护的实值视频传输方案研究

基于不等保护的实值视频传输方案研究

作者：吕梦阳北京邮电大学

学位级别：硕士

随着移动互联网的快速发展,无线移动视频业务的需求呈爆炸式增长。传统的数字视频编码方案由于信源信道编码相互分离,无法适应无线广播场景,不可避免的遭遇“悬崖效应”。近年来,以SoftCast为代表的基于模拟实值的视频广播传输方案,直... 详细信息

随着移动互联网的快速发展,无线移动视频业务的需求呈爆炸式增长。传统的数字视频编码方案由于信源信道编码相互分离,无法适应无线广播场景,不可避免的遭遇“悬崖效应”。近年来,以SoftCast为代表的基于模拟实值的视频广播传输方案,直接传输模拟实值信号,保留了像素的数值特性,从根本上解决了“悬崖效应”。本文主要研究基于模拟实值的视频传输方法,首先提出了基于不等保护的模拟实值视频传输方案。在本方案中,针对SoftCast等模拟实值视频传输方案中以块为单位对数据进行处理,导致重要数据得不到足够保护,而不重要数据则会浪费部分资源的情况,提出了基于模拟实值的伪陪集操作,通过伪陪集编码降低重要数据的数值,减小块的协方差,提升视频的重构质量,同时为重要数据提供更多资源实现不等保护,提高传输效率。实验仿真结果表明本文所提的基于不等保护的视频传输方案能够完全的消除“悬崖效应”,且其重构性能比相同条件下的3D DCT SoftCast方案好约3～5dB。虽然基于不等保护的方案提高了资源利用率和重构视频质量,但其自适应性不是很好,同时白化操作由于哈达玛矩阵的内在特性而不具有足够的灵活性。因此本文进一步提出了自适应的可扩展视频传输方案,在本方案中,主要提出了自适应的数据处理策略,根据信道条件和视频内容进行数据处理,进一步提升了重构视频帧的性能。此外,本方案中还提出了基于四叉树分割的白化方法,能够在不损失抗丢包性能的情况下提供更大的灵活性。仿真结果表明改进的自适应视频传输方案在不等保护方案的基础上其重构新能进一步提高了 0.3～1dB,并且提供了更好的对数据内容与信道状况的自适应性。梯度图像传输方案中,传输数据量大且只对单帧图片进行处理,本文接着研究了梯度信息的数据特点,提出了基于梯度信息不等保护的视频传输方案。通过高效的去帧间冗余技术,将单帧的处理模块扩展到视频序列的处理,同时降低传输的数据量,并通过对重要数据的不等保护,滤波器降噪等操作提升重构视频的主观视觉质量。实验仿真结果表明基于梯度信息不等保护的方案不仅降低了传输的数据量,将单帧图片的处理扩展到视频序列,且与SoftCast相比重构性能也有1.5～2dB的提升。

关键词：移动视频广播不等保护伪陪集编码四叉树分割梯度信息

ECG压缩传输中率失真最优嵌入及不等保护研究

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ECG压缩传输中率失真最优嵌入及不等保护研究

作者：蔡杰云南大学

学位级别：硕士

在目前众多的纠错码中低密度奇偶校验(Low Density Parity Check)码一种最接近香农(Shannon)限的纠错码字。因为其自身优越的纠错性能和良好的译码复杂度,在实际通信系统中得到了广泛的应用,尤其是信息保护系统和通信系统中。从LDPC码... 详细信息

在目前众多的纠错码中低密度奇偶校验(Low Density Parity Check)码一种最接近香农(Shannon)限的纠错码字。因为其自身优越的纠错性能和良好的译码复杂度,在实际通信系统中得到了广泛的应用,尤其是信息保护系统和通信系统中。从LDPC码的应用领域划分,侧重研究了LDPC码在通信领域中的应用。通过学习和研究LDPC码的度分布特性和译码算法,将LDPC码应用到心电图(Electrocardiograph, ECG)传输过程中的不均等错误保护Unequal Error Protection)中,实现上述系统中的应用。本文主要工作如下：1)实现了用率失真最优嵌入(Rate-Distortion Optimized Embedding)方法和自适应算术编码算法相结合对心电图信号的编码。传统的编码方式是在对信号进行小波分解后,对系数顺序编码直到完成整个过程。然而当信源比特流在某一点被截断时,往后比特携带的信息量将会全部丢失,从而导致信号重建的失真会很大。嵌入式编码可以很好的解决这个问题,其优点是采用了比特平面编码,这样尽管信源比特流在译码时比特被截断,仍然可以恢复部分信息,实现信号的重建。而率失真最优嵌入会在编码时把信源比特流分为显著性标识(Significant Identification)和求精编码(Refinement Coding),并只有在当前编码比特的率失真(Rate-Distortion)斜率大于比特平面的门限斜率时进行不同形式的编码。自适应算术编码的优点在于可以在编码的同时在线对信息比特流的概率分布做实时统计2)论文不但用LU分解法构造了不同码率的规则LDPC码,而且采用密度进化原理和高斯近似相结合的方法构造了非规则LDPC码实现了对ECG信号在传递过程的不等错误保护。对非规则LDPC码来说,其变量节点度分布不均匀是实现不等错误保护的基础。因为在迭代译码过程中,度高的节点会从与其相邻的校验节点处接收到相对较多的校验信息,因此,在最后的判决中就有更大的概率来获得正确译码。论文中实验数据来世MIT-BIH数据中心,实验结果表明：基于率失真最优嵌入算法的性能较好,在充分考虑编码符号周围相关性条件下将ECG信号实现了比较理想的压缩。同时,实验结果也表明：采用LDPC码来对ECG信号进行传输过程中的不等错误保护,可以很好的对重要比特提供重点保护。

关键词：率失真最优嵌入 LDPC码不等保护自适应算术编码离散小波变换

面向医学图像传输具有不等保护的PD-LDPC码系统

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面向医学图像传输具有不等保护的PD-LDPC码系统

作者：许凉凉厦门大学

学位级别：硕士

随着电子医疗的发展,清晰的医学图像能够帮助医生准确地诊断病情,因此如何高效可靠地传输医学图像已成为日益重要的课题。众所周知,在图像传输中,图像不同部分的重要性以及对差错的敏感度都不一样。不等保护(UEP)方案能够针对这些不同... 详细信息

随着电子医疗的发展,清晰的医学图像能够帮助医生准确地诊断病情,因此如何高效可靠地传输医学图像已成为日益重要的课题。众所周知,在图像传输中,图像不同部分的重要性以及对差错的敏感度都不一样。不等保护(UEP)方案能够针对这些不同而制定不同强度的保护措施,在同等条件下,与等保护(EEP)方案相比,能够合理分配资源,得到更优质的结果,从而有效地提高了整个传输系统的性能。截至今日,基于UEP的图像传输在国内外已取得丰富的成果。起初,根据香农提出的分离设计理论,不等保护图像传输方案中,信源编码与信道编码的设计是分开的,直到联合信源信道编码(JSCC)设计的提出,并且该方案在整体效率上已被证实优于分离设计,逐渐有研究者将此理论应用于UEP图像传输方案中。使用JSCC设计的UEP图像传输方案大都是使用Turbo码或者RCPC码作为信道编码,SPIHT或者JPEG2000则应用用于信源编码。直至(JLDPC)码的提出,以及后来被证实在高斯信道下拥有更接近香农限的性能,研究者开始将该码型应用于JSCC不等保护图像传输的信道编码中,但是信源编码方面仍然是使用SPIHT或者JPEG2000。 2010年,有研究者第一次提出信源信道都使用LDPC码的JSCC方案,命名为双LDPC方案(D-LDPC),并证实该方案优化了串级系统。2012年,研究者为进一步降低系统的错误地板以及复杂度,提出了基于原模图的D-LDPC (PD-LDPC)方案。鉴于以上情况,本人将PD-LDPC码应用于不等保护医学图像传输中,并在本文中提出了两种不同的解决方案。仿真结果表明,在相同的SNR下,两种方案在图像PSNR性能上,都优于现存的主流图像传输方案,其中一种方案,减少了图像传输系统的复杂度。

关键词：医学图像联合信源信道编码不等保护 PD-LDPC码

博弈论在码率控制及信道差错不等保护中的应用

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博弈论在码率控制及信道差错不等保护中的应用

作者：祝嘉慧北京邮电大学

学位级别：硕士

视频是人们在日常工作和生活中的重要应用,随着网络的发展以及终端的丰富,直播、转播、远程会议等视频应用不断出现,用户对于视频质量的要求也逐渐提升,高分辨率视频逐渐成为用户需求的主流,因此,视频编码标准不断面临着新的挑战。虽然... 详细信息

视频是人们在日常工作和生活中的重要应用,随着网络的发展以及终端的丰富,直播、转播、远程会议等视频应用不断出现,用户对于视频质量的要求也逐渐提升,高分辨率视频逐渐成为用户需求的主流,因此,视频编码标准不断面临着新的挑战。虽然目前的网络传输带宽已经大幅提升,但对于高清视频来说仍然不足。因此,如何对视频进行高效压缩成为了亟待解决的问题。码率控制是视频编码中的一个重要部分,主要用于调节分配码率,控制信源比特输出,并根据编码器反馈对量化参数进行动态调整,从而获得较好的编码质量。本课题主要研究高效率视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)下的码率控制问题。本文将博弈论与码率控制以及不等保护结合,利用非合作博弈论为信道资源受限下的码率分配问题建立了博弈模型,通过纳什均衡求出资源分配问题的最优解;同时在码率总量一定的情况下,为视频序列关键帧划分优先级并提供码率划分方案,对不等保护进行优化。本文首先分析了自然序列和屏幕内容序列的特点,对码率失控现象进行了研究。为了改善标准算法中屏幕内容序列码率分配问题,本文对码率控制进行博弈论建模,将码率控制问题抽象为限定资源分配问题,在该模型的基础上对各局中人及其效用函数进行研究,利用纳什均衡对HEVC的码率分配方案进行优化,提升了屏幕内容序列的码率控制效果与编码质量。由于经过HEVC编码后的码流已被高度压缩,而信道情况复杂多变,码流在传输的过程中极易受到信道误码影响,对视频解码造成困难,造成视频质量降低。所以,本文基于博弈论对视频帧不等保护进行了讨论。基于目前HEVC编码器中的三种基本编码配置类型对视频帧进行了优先级划分,进行博弈论建模,以纳什解作为不等保护方案。仿真平台实验对比了信源编码后及经过加性高斯白噪声信道后的视频质量,验证了不等保护对于视频质量保护的有效性。

关键词：高性能视频编码博弈论码率控制不等保护

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直升机卫星通信的Turbo码不等保护技术

军事通信技术 2013年第3期34卷 20-24页

作者：肖创创陈晓林李际平杨伏华郭荣海解放军理工大学通信工程学院研究生2队中国人民解放军73686部队解放军理工大学通信工程学院

为了满足直升机与卫星通信视距传输(LOS)要求,并结合直升机旋翼遮挡的特点,文章构建了一种旋翼遮挡数学模型。利用误码统计的方法研究了Turbo码的不等保护特性,基于该特性提出了一种随机遮挡保护方案,用来解决直升机与卫星通信过程中的... 详细信息

为了满足直升机与卫星通信视距传输(LOS)要求,并结合直升机旋翼遮挡的特点,文章构建了一种旋翼遮挡数学模型。利用误码统计的方法研究了Turbo码的不等保护特性,基于该特性提出了一种随机遮挡保护方案,用来解决直升机与卫星通信过程中的旋翼遮挡问题。最后对提出的方案进行了仿真验证,结果表明在不同遮挡条件下,采用该方案时系统BER性能在高信噪比时与不进行保护相比均有一定改善。将此方案应用于直升机卫星通信系统,能够提高系统可靠性。

关键词：直升机卫星通信不等保护旋翼遮挡

Turbo码结合已知比特的不等保护方案设计

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通信技术 2014年第1期47卷 29-32页

作者：肖创创李际平黄尧解放军理工大学通信工程学院卫星教研室江苏南京210007

交织器的引入使Turbo码对不同信息位具有明显的不等保护特性,从而对其性能产生影响。为了提高Turbo码译码性能,在给定的S距离伪随机交织器下,首先通过对多组随机输入信息序列的位误比特率仿真分析,找到对Turbo码性能影响较大的关键比特... 详细信息

交织器的引入使Turbo码对不同信息位具有明显的不等保护特性,从而对其性能产生影响。为了提高Turbo码译码性能,在给定的S距离伪随机交织器下,首先通过对多组随机输入信息序列的位误比特率仿真分析,找到对Turbo码性能影响较大的关键比特位置,然后在对Turbo码不等保护特性和已知比特Turbo码进行理论分析和研究的基础上,提出了关键比特不等保护和结合已知比特的Turbo码不等保护两种方案。最后,对提出的方案进行了仿真验证,结果表明在交织长度分别为200和400两种条件下,两种保护方案在高信噪比时与未保护相比均有0.2 dB以上增益,且结合已知比特的Turbo码不等保护方案比关键比特保护方案性能更优。

关键词： Turbo码不等保护已知比特关键比特