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无线视频传输中的联合信源信道编码研究

作　者: 仲丽媛
导　师: 荆涛
学　校: 北京交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 端到端失真联合信源信道编码视频无线传输 LDPC码
分类号: TN919.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

摘要：移动宽带视频业务是3G、4G,乃至未来无线通信和个人通信业务发展的主要推动力和新的增长点,但其发展面临诸多挑战,是一项需要深入研究的课题。设计一套有效的编码方案是此课题中的关键问题之一。传统的分离编码设计方法在实际应用中往往不能达到令人满意的效果。近年来,联合信源信道编码在国内外得到广泛重视,它已被证明是一种行之有效的编码方案,适合应用于视频的无线移动传输业务中。本文首先综述了本课题的研究背景,研究动态及成果,简述了视频压缩编码国际标准和常见的信道编码,介绍了联合信源信道编码的适用情况及其分类。其次,本文分析了无线信道特点,总结了视频在无线网络中传输面临的问题,采用H.264标准用于视频压缩编码,LDPC码作为信道编码技术,分别在三个无线信道模型——随机出错信道,高斯白噪声信道和瑞利平坦慢衰落信道上对视频传输性能进行了仿真,并对仿真结果进行了深入分析。再次,本文对视频端到端失真进行了深入分析,在综合考虑了量化失真,丢包引起的失真,错误扩散以及错误隐藏等影响视频失真的因素后,建立了一个视频端到端失真模型,并对其进行了仿真验证,仿真结果表明,此模型可以准确的估计出视频的端到端失真。最后,设计了一个基于端到端失真的联合信源信道编码方案,在给定信道带宽和信噪比的情况下,找出使视频端到端失真最小时的信源编码量化参数和信道编码码率,使编码后的码流更能适应无线信道的变化,此方案与固定码率方案进行了性能仿真对比,仿真结果表明本文的方案比固定码率方案获得了更好的视频重建质量。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 引言  10-16
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 研究动态及成果  11-14
  1.3 本文结构安排  14-16
2 编码理论  16-25
  2.1 信源编码  16-18
    2.1.1 视频压缩编码概述  16-17
    2.1.2 视频压缩编码国际标准  17-18
  2.2 信道编码  18-20
    2.2.1 信道编码概述  18-19
    2.2.2 常见的信道编码  19-20
  2.3 联合信源信道编码相关知识  20-25
    2.3.1 联合信源信道编码的适用情况  20-21
    2.3.2 联合信源信道编码技术的分类  21-22
    2.3.3 联合参数优化的信源信道联合编码技术  22-24
    2.3.4 本章小结  24-25
3 视频无线传输性能分析  25-44
  3.1 视频无线传输  25-29
    3.1.1 无线传输面临的问题  25-27
    3.1.2 无线信道模型  27-29
    3.1.3 视频传输系统模型  29
  3.2 H.264中的抗误码方案研究  29-30
  3.3 LDPC码编解码算法及性能分析  30-38
    3.3.1 LDPC码的表示  30-31
    3.3.2 LDPC码校验矩阵构造及编码方法  31-33
    3.3.3 LDPC码解码方法  33-34
    3.3.4 LDPC码性能仿真结果及分析  34-38
  3.4 视频无线传输仿真结果及分析  38-43
    3.4.1 视频质量的评价  38-39
    3.4.2 仿真结果与分析  39-43
  3.5 本章小结  43-44
4 基于端到端失真的联合信源信道编码方案  44-60
  4.1 视频端到端失真  44-52
    4.1.1 端到端失真分析  44-45
    4.1.2 端到端失真模型  45-51
    4.1.3 仿真结果  51-52
  4.2 联合信源信道编码方案  52-55
    4.2.1 基于端到端失真的联合信源信道编码系统结构  52-53
    4.2.2 码率分配算法  53-55
  4.3 仿真结果与分析  55-59
  4.4 本章小结  59-60
5 总结与展望  60-62
  5.1 工作总结  60-61
  5.2 工作展望  61-62
参考文献  62-66
作者简历  66-68
学位论文数据集  68

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