無(wú)線視頻監(jiān)控傳輸技術(shù)解析
張?jiān)捶? 2010/01/15
引言
由于視頻信號(hào)具有較強(qiáng)的時(shí)空相關(guān)性,而且編碼端并不能完全去除這種相關(guān)性,使得解碼端能夠利用這些殘留的相關(guān)來(lái)恢復(fù)一定質(zhì)量的視頻。恢復(fù)的質(zhì)量還和被恢復(fù)部分的紋理以及運(yùn)動(dòng)密切相關(guān),一般而言,對(duì)紋理比較平緩和運(yùn)動(dòng)比較單一的部分,恢復(fù)效果要好于其他情況。在這種情況下,如果利用BEARQ來(lái)重傳這部分視頻,顯然會(huì)造成帶寬上的浪費(fèi)。
為了克服這種帶寬上的浪費(fèi),在實(shí)際應(yīng)用中,由于信道的錯(cuò)誤率和重傳次數(shù)有密切的關(guān)系,而每次重傳都要耗費(fèi)一定帶寬,所以成功傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包需要的帶寬和信道錯(cuò)誤率相關(guān)。考慮到這個(gè)因素,利用帶寬一失真代價(jià)函數(shù)的概念,其核心思想是:在一定的丟包率、信道帶寬和傳輸延遲限制條件下,終端視頻的接收質(zhì)量和傳輸中所用的帶寬不僅和視頻信源的率失真性能相關(guān),而且還和信道的錯(cuò)誤率(丟包率)以及終端錯(cuò)誤恢復(fù)技術(shù)相關(guān)。將其作為衡量視頻包是否應(yīng)當(dāng)予以重傳的準(zhǔn)則。在此基礎(chǔ)上,采用優(yōu)化的端對(duì)端傳輸機(jī)制,該機(jī)制中通過(guò)在編碼端根據(jù)當(dāng)前信道狀況和解碼端所采用的錯(cuò)誤隱藏算法,預(yù)先判定每一部分的出錯(cuò)恢復(fù)模式,解碼端根據(jù)這個(gè)模式信息來(lái)決定采取ARQ還是錯(cuò)誤恢復(fù)。這樣就有效避免了由于不必要重傳而帶來(lái)的帶寬資源浪費(fèi),提高了系統(tǒng)帶寬使用效率。
在文中提出了有損信道視頻傳輸中的帶寬一失真(Bandwidth-Distortion,B-D)模型,該模型是R-D模型在考慮了信道錯(cuò)誤后的對(duì)偶模型,有著和R-D相近的形式。一個(gè)視頻傳輸系統(tǒng),其性能主要從兩個(gè)方面來(lái)衡量:吞吐效率和接收端重建失真。對(duì)吞吐效率,其形式表示如下:
η=rs/Bs (1)
式中:rs表示信源編碼得到的比特;Bs表示成功傳輸rs比特信源數(shù)據(jù)實(shí)際耗用的帶寬資源。對(duì)一幀編碼好的視頻圖像,其源編碼比特已經(jīng)確定,所以,式(1)中的吞吐效率將只取決于所耗用的帶寬資源Bs。對(duì)接收端重建失真,由于在傳輸出錯(cuò)的情況下可能會(huì)采取重傳和解碼端后處理恢復(fù)的手段,最終的失真將依賴于信道本身。對(duì)于吞吐效率和接收端重建失真之間的關(guān)系,理論上可以得到如下幾個(gè)關(guān)系式:
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