無線視頻監(jiān)控傳輸技術(shù)解析
張源峰 2010/01/15
引言
由于視頻信號具有較強的時空相關(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)來恢復一定質(zhì)量的視頻。恢復的質(zhì)量還和被恢復部分的紋理以及運動密切相關(guān),一般而言,對紋理比較平緩和運動比較單一的部分,恢復效果要好于其他情況。在這種情況下,如果利用BEARQ來重傳這部分視頻,顯然會造成帶寬上的浪費。
為了克服這種帶寬上的浪費,在實際應用中,由于信道的錯誤率和重傳次數(shù)有密切的關(guān)系,而每次重傳都要耗費一定帶寬,所以成功傳輸一個數(shù)據(jù)包需要的帶寬和信道錯誤率相關(guān)。考慮到這個因素,利用帶寬一失真代價函數(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),而且還和信道的錯誤率(丟包率)以及終端錯誤恢復技術(shù)相關(guān)。將其作為衡量視頻包是否應當予以重傳的準則。在此基礎(chǔ)上,采用優(yōu)化的端對端傳輸機制,該機制中通過在編碼端根據(jù)當前信道狀況和解碼端所采用的錯誤隱藏算法,預先判定每一部分的出錯恢復模式,解碼端根據(jù)這個模式信息來決定采取ARQ還是錯誤恢復。這樣就有效避免了由于不必要重傳而帶來的帶寬資源浪費,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誤后的對偶模型,有著和R-D相近的形式。一個視頻傳輸系統(tǒng),其性能主要從兩個方面來衡量:吞吐效率和接收端重建失真。對吞吐效率,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)實際耗用的帶寬資源。對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。對接收端重建失真,由于在傳輸出錯的情況下可能會采取重傳和解碼端后處理恢復的手段,最終的失真將依賴于信道本身。對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關(guān)系式:
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