近年來,互聯(lián)網(wǎng)上的視頻流傳輸?shù)玫搅藦V泛的關(guān)注,目前全球50%以上的數(shù)據(jù)流量是由視頻消耗的,到2020年底將超過80%。隨著智能移動設(shè)備的普及,人們對移動端在線視頻的需求量暴增。因此,在無線網(wǎng)絡(luò)中,實現(xiàn)高質(zhì)量和低時延的視頻流傳輸具有巨大的挑戰(zhàn)性。由于無線信道的隨機性,無線網(wǎng)絡(luò)中的視頻流傳輸會出現(xiàn)比較高的丟包率。因為前向糾錯碼有恢復(fù)丟包的能力,所以在無線視頻傳輸領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。噴泉碼是一種先進的前向糾錯碼,具有無固定碼率的特性,使其成為一種解決無線視頻流傳輸?shù)睦硐朕k法。噴泉碼可以應(yīng)用于大文件高速傳輸、流媒體點播或廣播,但存在高延遲、清晰度低等缺點。因此,國內(nèi)外的研究根據(jù)噴泉碼的編譯碼原理,針對延時大,效果差等問題提出了多種解決方案。本論文旨在實現(xiàn)一個低延遲,高清晰度的延遲感知噴泉碼方案。該方案結(jié)合了視頻編碼的延遲感知特征和無碼率信道編碼的信道自適應(yīng)特征,采用基于時間滑動窗口的方法,利用噴泉碼來進行無線視頻流傳輸。本文的工作主要有以下三個方面:1.實現(xiàn)了一種基于延遲感知噴泉碼(DAF,delay aware Fountain codes)的無線視頻流傳輸方案。該方案的關(guān)鍵技術(shù)是基于時間的滑動窗口和最佳窗口抽樣策略,解決了由于視頻流比特率波動引起的編碼不均勻的問題,提高了視頻流的實時解碼率(IDR,in-time decoding ratio)。2.實現(xiàn)了一種基于延遲感知噴泉碼和模型預(yù)測控制的用于無線視頻實時直播的在線算法。本方案基于模型預(yù)測控制(MPC,model predictive control),對未來視頻流比特率進行預(yù)測,由預(yù)測的比特率對各窗口抽樣的斜率進行優(yōu)化,實現(xiàn)了一種復(fù)雜度較低的在線算法。3.在DAF中加入不等差錯保護(UEP,unequal error protection)來保護重要的比特信息。該方案根據(jù)重要性因子對數(shù)據(jù)包進行抽樣,從而實現(xiàn)不等差錯保護。實驗結(jié)果表明在相同的時延和碼率下,該算法與等差錯保護(EEP,equal error protection)相比具有更高的實時解碼率和峰值信噪比(PSNR,peak signal to noise ratio)。
【學(xué)位單位】：中南民族大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN919.8
【部分圖文】：

研究內(nèi)容利用噴泉碼對無線網(wǎng)絡(luò)中的實時視頻流傳輸問題進行研究要解決低延遲和高清晰度兩個問題。如何將信道編碼與視展開了對這個問題的研究，也取得了很多令人矚目的成果、對象相對復(fù)雜的領(lǐng)域，仍有很多問題亟待解決。本文通輸這一課題背景及相關(guān)成果的研究分析，并結(jié)合其重要性特性的基于延遲感知噴泉碼的無線視頻流傳輸方案：滑動窗口�，F(xiàn)有的滑動窗口噴泉碼（SWFC，sliding window 個窗口有固定數(shù)量的數(shù)據(jù)包。然而每幀有不同數(shù)量的比特有固定數(shù)量包的分組將導(dǎo)致幀劃分不當(dāng)、延遲無法控制、因此本文利用基于時間的滑動窗口技術(shù)，可在視頻流中提幀中的比特數(shù)自適應(yīng)地選擇窗口長度，這樣就可以在編碼而在延遲界限下獲得更高的編碼增益。樣策略。在視頻流中，由于比特率的波動，數(shù)據(jù)包分布不

感知方案組編碼 2.1 所示，分組編碼方式就是將視頻文件劃分成固定長度的分組，然組進行連續(xù)的編碼、發(fā)送和解碼。從視頻傳輸角度看，較小的分組大遲，但是從噴泉碼角度看，需要分組盡量大才能保持較小的編碼開銷頻觀看體驗和編碼性能。分組編碼方案具有相對較小的塊大小，并且僅與每個小窗口中的源分組相連。

避免了過期數(shù)據(jù)被處理。而在圖2.3 中，滑動窗口之間的重疊使得在一個窗口中解碼的分組有助于其他窗口的解碼[10]。從這個意義上說，窗口的大小實際上是擴展的，從而通過減少開銷來提高噴泉碼的性能。該方案的主要思想是對分組長度進行擴展，從而通過降低開銷和提高傳輸可靠性來提高噴泉碼碼的性能。
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本文編號：2881811