视频编码中容错率失真优化技术的研究(2)

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3.3 无躁与有躁环境下的率失真特性比较 23

4 基于错误积累失真跟踪的端到端是真估计 25

4.1 误差积累的影响和分析 25

4.2 端到端失真估计算法 28

4.3 算法优化仿真及小结 31

结论 34

致谢 35

参考文献 36

1 绪论

目前，视频技术的应用范围很广，如网上可视会议、网上政务、网上购物、网上学校、远程医疗、网上研讨会、可视询等业务。然而，互联网和无线网络不可避免地存在带宽波动、丢包、误码、突发错误、延迟和抖动等状况。传输信道的不可靠性向高效的视频编码和传输提出了挑战。

在视频编码传输系统中，端到端的视频重建质量取决于信源/信道编码框架、网络状态和解码端的错误恢复机制。因此对于高效的视频通信来说，降低原始视频码率只是其中的一步，另一个同等重要的任务是处理通信网络中的差错。视频通信通常对延时敏感，而且由于采用预测编码和变长编码导致压缩视频流容易受到传输差错的损害。为提高视频通信的传输效率，需要仔细地设计视频编码器、解码器和其它传输系统层。

容错编码技术的设计思想是在视频编码器中引入一定的冗余度，通过牺牲编码效率来换取良好的容错性能。由于容错编码可避免对原有网络结构进行改造和不需要增加设备成本，因此一直是多媒体应用研究中的热点。本文以容错视频编码作为切入点，在传统的信息论的基础上，将网络环境下视频编码器的设计视为优化问题，力图用率失真优化的理论、观点和方法改进视频编码器。这类问题的研究对于网络多媒体领域尤其是视频无线传输的应用和实现具有重要的理论和实际意义。

1.1 视频编码的概述及标准

在多媒体通信的各种媒体中，视频信息占据了主导地位。这是因为人们所接受的外部信息中，绝大部分是由视觉获得的。视频信息的庞大数据量给存储和传输带来了困难，因此需要对视频进行压缩。之所以能够对视频进行压缩，是因为其数据中存在着大量冗余，这些冗余主要包括空域冗余（图象空间存在很大的相关性）、时域冗余（连续图像间的内容存在很大的相关性）、统计冗余（进行信息熵编码时编码码字存在的冗余）以及心理视觉冗余（人眼视觉系统对图像的色彩和频率特性等的分辨能力有一定限度）等。

为消除视频数据的上述冗余，在信息论思想的指导下，自上世纪五十年代以来人们进行了很多研究。对空域冗余，正交变换可以将空域相关的数据转换为变换域中不相关的变换系数表示，同时正交变换还能起到能量集中的作用，能够用若干个低频系数近似表示原图像块的能量。因此变换还可进一步与量化结合，根据人眼的视觉特性，舍弃一些高频系数，从而达到压缩的目的。视频数据中的时域冗余可采用基于运动补偿的预测技术来消除，其基本思想是将连续的视频图像内容进行匹配，对匹配的内容进行差预测，从而降低冗余。对于统计冗余，主要通过提高熵编码的效率来实现冗余度的降低，代表性技术有霍夫曼编码和算术编码等。源[自[751^`论`文]网·www.751com.cn/