【正文】 RR包由實時數(shù)據(jù)的接收端發(fā)送，提供包括接收數(shù)據(jù)包的最大序列號、丟包率、媒體流的抖動情況等信息。負載是長度不定的多媒體數(shù)據(jù) (視頻幀或者音頻幀 )。 RTP/RTCP 協(xié)議分析 實時傳輸協(xié)議 RTP RTP協(xié)議是專門為多媒體應(yīng)用而設(shè)計的輕型傳輸協(xié)議，基于多播或單播網(wǎng)絡(luò)為用戶提供連續(xù)媒體數(shù)據(jù)的實時傳輸 服務(wù)。在接收端，對接收到的數(shù)據(jù)進行分組解析 (拆包 )，這樣就可以重建視頻幀。 H264中采用 YUV表示法來表示彩色圖像，其中亮度信號 Y和色度信號 U， V是相互獨立的。實際應(yīng)用 中我們只保留前 100個解碼狀態(tài)，由于 術(shù)解碼是幀同步的，若 n大于 100則將該幀數(shù)據(jù)重發(fā)。 應(yīng)用設(shè)計及結(jié)果分析 由于相同的噪聲對不同的幀類型 (I、 P、 B)的影響是不同的， I幀作為 P、 B幀的參考幀，因此誤碼發(fā)生在 I幀后會出現(xiàn)誤碼擴散，對重建圖像質(zhì)量的影響 較大。相應(yīng)的一個錯誤發(fā)生后經(jīng)過比特不能檢錯的概率 β。 I(α) = log 2 (α) () 假設(shè)加入 x的冗余，則選擇 α=1/2x。因此解碼端報錯，向編碼端發(fā)出自動重傳請求，要求其重傳一段長度為 n的數(shù)據(jù)。 (例如，當前編碼值為 “1”則 “1”的頻率值增加 )。算術(shù)編碼器根據(jù)所選的概率模型對每個二進制位編碼。 第三個步驟是算術(shù)編碼。第二個步驟是選擇上下文模型。 CABAC具有 3個獨特的優(yōu)勢。第三種是編解碼兩端交互進行數(shù)據(jù)恢復(fù)，編碼器根據(jù)解碼端反饋回來的信息自適應(yīng)地調(diào)整編碼參數(shù)和編碼模式等，最典型的是自動重傳請求 (ARQ)策略。比如對一于視頻圖像，人眼可以容忍一定程度的失真，或者是某些失真人眼根本無法覺察到，而不需要像數(shù)據(jù)通信那樣要求絕對的無損恢復(fù)。 (2)誤碼使某碼字映射為另一個合法碼字，或者映射為某合法的碼字序列，那么解碼器就很難立即檢測出誤碼的存在，但由于誤碼擴散的緣故，解碼器可以在隨后的某個位置發(fā)現(xiàn)誤碼 。瀏覽器服務(wù)器 (Browser/SerVer、簡稱 B/S)體系結(jié)構(gòu)是隨著 Intemet技術(shù)的發(fā)展，對 C/S機構(gòu)的一種變化和改進?？蛻魴C /服務(wù)器 (Cli/SerVer、簡稱 C/S)體系結(jié)構(gòu)是一種分布式的處理模式。 IP組播技術(shù) 前面提到過，對于遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，視頻數(shù)據(jù)的傳輸一般選用 UDP網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，而采用 UDP的 IP傳送方式有單播傳送、廣播傳送、組播傳送三種方式。 TCPF|n1 參考 F|n 重構(gòu) MC Q1 T1 X NAL 濾波 幀內(nèi) 預(yù)測 幀內(nèi) P 幀間 圖 解碼器 重排序 熵編碼 與 UDP的主要差別為： (1)TCP協(xié)議是面向連接的。數(shù)據(jù)元素經(jīng)過嫡解碼和重排序來獲得一組量化系數(shù) X。第二部分為編碼器重構(gòu)支路。簡要的編碼過程 :輸入當前需編碼幀F(xiàn)n，該幀是由一組宏塊 (16Xl6 的原始圖像 )表示，每個宏可用幀內(nèi)或幀問模式來編碼。存儲標志用于指示當前數(shù)據(jù)不屬于被參考的幀。另一方面，自適 應(yīng)編碼的應(yīng)用可以為非固定的符號統(tǒng)計提供適應(yīng)性。這樣不但變換計算量比較小，而且在運動物體邊緣處的銜接誤差也大為減小。每一個運動補償?shù)?16X1 16X 8Xl6 亮度塊的參考索引參數(shù)都要發(fā)送。如圖 所示。 P 幀利用前面己編碼的幀作為參考圖像， B幀利用雙向的參考圖像進行預(yù)測。擴展檔次主要針對流媒體的應(yīng)用，除了不能支持上下文自適應(yīng)二進制算術(shù)編碼外，其支持的范圍最為廣泛，包括對數(shù)據(jù)分割，SI/SP 的支持，以及所有的容錯技術(shù)。 定義 了 3 個檔次 :基本檔次、主檔次、擴展檔次。 在所有碼率下都能持續(xù)提供較高的視頻質(zhì)量。根據(jù) ，在 基于算術(shù)編碼 (AC)能連續(xù)檢錯 (CED)的自動重傳請求 (ARQ)方案，使得當 碼流在有噪信道中傳輸時，加入新的檢錯機制后能連續(xù)檢錯并能發(fā)出重傳請求，這大大提高了 ，并在增加冗余量和提高檢錯性能之間取得較好的折衷，獲得較好的壓縮效果和抗信道誤碼能力。 ，視頻流中的時間同步可以通過采用幀內(nèi)圖像刷新來完成，空間同步由條結(jié)構(gòu)編碼 (slice structured coding)來支持。 MPEG 是在 1988 年由國際標準化組織 ISO 和國際電工委員會 IEC 聯(lián)合成立的專家組，負責開發(fā)電視圖像數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)的編碼、解碼和它們的同步等標準。幀間預(yù)測使用基于塊的運動矢量來消除圖像間的冗余 。于是， 20xx 年 3 月， ISO 和 ITUT再次聯(lián)手，推出了新一代視頻壓縮標準 ，其主要目標就是提高編碼效率和網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性。而計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)的日趨普及，讓這個尷尬的問題迎刃而解。由于 標準主要面對 IP 和無線環(huán)境的，抗誤碼性能也就成了關(guān)鍵問題，所以本文對基于 標準的視頻 傳輸抗誤碼技術(shù)進行了分析。它主要應(yīng)用于視頻存儲 (DVD)、廣播電視、因特網(wǎng)或無線網(wǎng)上的流媒體等。由于信道噪聲的影，視頻信息在傳輸過程中會發(fā)生改變或丟失，這種傳輸誤碼會一導(dǎo)致視頻重建質(zhì)量嚴重下降。 二、 畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要求 (1)畢業(yè)設(shè)計報告或論文一份 ； (2)不少于 20xx 漢字的與本專業(yè)有關(guān)的翻譯資料一份 ； (3)開題報告和中期檢查表一份。 AVS 適用的范圍有數(shù)字地面電視廣播 (DTTB)、有線電視 (CATV)、交互存儲媒體、直播為衛(wèi)星電視、分組網(wǎng)絡(luò)的多媒體業(yè)務(wù) (MSPN)，實時通信業(yè)務(wù) (視頻會議、可視電話等 )等等 。分析現(xiàn)有數(shù)字視頻傳輸技術(shù)，找出適合 標準的技術(shù)。從原始的紙筆書信，到傳統(tǒng)的語音通信，再到新興的數(shù)字通信，無不體現(xiàn)著人們對通信方式多樣化的追求。因此，如何有效對視頻數(shù)據(jù)進行壓縮編碼并使其標準化是多媒體通信中的一個關(guān)鍵問題。 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀 AVS 是我國具備自主知識產(chǎn)權(quán)的第二代信源編碼標準全稱是數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標準工作組，該工作組是由國家信息產(chǎn)業(yè)部科學技 術(shù)司于 20xx 年 6 月批準成立。由于 AVS 是我國自主開發(fā)的音視頻編碼標準，收費低廉，且它注意了與國際標準的共存，所以得到了廣大設(shè)備廠商、運營商的青睞，增加了產(chǎn)品的競爭力。目前， MPEG 系列和 H 系列的后續(xù)標準制定工作仍在進行當中。在視頻傳輸中一旦遇到桑聲干擾、出現(xiàn)傳輸誤碼，就會造成誤碼擴散，將嚴重影響重建視頻的質(zhì)量。應(yīng)用目標范圍較寬，可以滿足不同速率、不同解析度以及不同傳輸 (存儲 )場合的需求。 具有較強的抗誤碼特性，可適應(yīng)丟包率高、干擾嚴重的無線信道中的視頻傳輸。主要檔次主要針對更高編碼效率的應(yīng)用，不支持多個片組、任意片序、數(shù)據(jù)分割、冗余圖像這 .些可用于對付網(wǎng)絡(luò)丟包的措施。 在幀內(nèi)編碼方面，提出了幀內(nèi)預(yù)測技術(shù)，與變換編碼一起用于減少空間冗余。這種分區(qū)下的運動補償，稱為樹狀結(jié)構(gòu)運動補償。 多參考幀運動補償預(yù)測，需要編碼器和解碼器在多圖像緩存中存儲像。 采用整數(shù) DCT 變換，通過整數(shù)的 加減和移位操作就能完成，所以反變換沒有偏差，不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)失配的問題。 CAVLC 根據(jù)已編碼語法元素的情況動態(tài)調(diào)整編碼中使用的碼表，并充分利用殘差經(jīng)過整數(shù)變換、量化后數(shù)據(jù)的特性進行壓縮，取得了極高的壓縮比。 為了獲得更高視頻編碼效率、更好的圖像質(zhì)量以及更強的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性， 塊 宏塊 片面 VCL 層 圖 的層次結(jié)構(gòu) NAL 層 傳輸層 NALU 片 MP4FF P MPEG2 Etc 標準在設(shè)計上將速個編 /解碼系統(tǒng)分為視頻編碼層（ VCL）和網(wǎng)絡(luò)提取層（ NAL）兩層， VCL 中包括 VCL 編碼器與 VCL 解碼器，主要功能是視頻據(jù)壓縮編碼和解碼，它包括運動補償、變換編碼、熵編碼等壓縮單元。輸入的視頻序列包括大量的圖像序列，而每一幅圖像又被分成 16xl6 像素的宏塊。這些系數(shù)被重排列和嫡編碼。來產(chǎn)生重構(gòu)參考幀。如果小是這樣，預(yù)測 P 在編碼器和解碼器中就會不同，這將 在編解碼器之間引入誤差和漂移。 在遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，控制數(shù)據(jù)對可靠性要求非常高，故需要應(yīng)用 TCP協(xié)議，當檢測到數(shù)據(jù)報丟失或錯誤時，就會要 求發(fā)送端重新發(fā)送，通過數(shù)據(jù)重傳來恢復(fù)丟失的組塊并提供有序的數(shù)據(jù)幀。此外，由 IP組播技術(shù)一臺主機可以同時加入一個或多個組播組的特點，可以實現(xiàn)監(jiān)控中心同時對多個現(xiàn)場的監(jiān)控。 C/S結(jié)構(gòu)通常建立在專用的網(wǎng)絡(luò)上，其突出的優(yōu)點是能夠充分發(fā)揮客戶端 PC機的處理能力，客戶端響應(yīng)速度比較快。 傳輸誤碼大體上司一分為兩類 :一類是隨機誤碼，這主要是由于信道的物理缺陷而致，比如比特位跳轉(zhuǎn) (Bitinversion)、比特位插入 (Bitinsertion)、比特位刪除(Bitdeletion)等。視頻通信中的抗誤碼技術(shù)長期以來一直沿著兩條路發(fā)展 :(l)把數(shù)據(jù)通信中的誤碼控制和恢復(fù)技術(shù)擴展到視頻通信中，這些技術(shù)的目標是無損恢復(fù)。此外，還有分層編碼、多描述編碼等都是從編碼器端考慮盡量使編碼后的碼流受誤碼影響最小。 (slice)結(jié)構(gòu)以上的語法元素用定長碼或變長碼編碼，片層或片層以下的語法元素根據(jù)嫡編碼模式來選擇是用普通的可變長編碼 (UVLC)還是用基于上下文的二進制算術(shù)編碼 (CABAC)來編解碼。一個非二進制元素 (例 :傳輸系數(shù)或運動向量 )要先二進制化或者在算術(shù)編碼之前轉(zhuǎn)化為二進制碼。根據(jù)不同的片 (slice)類型，一些模型具有不同的用法。 Rissanen和 Langdon的文章描述了算術(shù)編碼的基本理論，并給出了一個二進制算術(shù)編碼器。第三個特性，數(shù)據(jù)元素的簡化的編解碼過程具有一致的概率分布定義。 基于 AC 的具有 CED 的 ARQ 方案 本章提出在 ，使其在一定范圍內(nèi)能夠檢錯。該比例稱為縮減因子 α，它決定著輸出冗余度的多少，同時控制著檢錯的速度。由于 μ不被編碼，所以分配給 μ的間隔不會被再分割。編碼信息中的冗余可由編碼過程中這一簡單可協(xié)調(diào)的參數(shù) α控制，但這又決定于信道條件，這對于 ARQ很重要。 應(yīng)用過程中，在編碼端根據(jù) α加入冗余，解碼端一旦發(fā)現(xiàn)解碼后當前區(qū)間落在縮減區(qū)間之外就報錯，記下當前數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)包中的位置并根據(jù) ()式計算 n值。由于噪聲加在 I、 P、 B幀對整個圖像的序列的信噪比產(chǎn)生的影響不同，因此實驗過程中我們分別對整個圖像序列中的 I、 P、B幀分別加入噪聲后得到不同的信噪比圖。對應(yīng)于縮減因子 α分別取為 ， ， ， ， 相應(yīng)的冗余度 %， %， %， %， %。由于視頻實時傳輸本身的特點和 要求，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如 TCP、 UDP等無法勝任此項工作，于是國際標準化組織 IETF制定了面向?qū)崟r流媒體的 RTP協(xié)議，提供了上述打包分組功能，并且滿足視頻流實時傳輸?shù)囊蟆?RTP協(xié)議負責對多媒體數(shù)據(jù)進行封包并實現(xiàn)媒體流的實時傳輸，其核心內(nèi)容是數(shù)據(jù)包格式。第一類信息是發(fā)送報告 (SR)。第五類信息是特定應(yīng)用控制包 (APP):用戶自己定義的 RTCP包，解決 RTCP的擴展性問題。發(fā)送端接收 RTCP包，從中獲取反饋信息，包括丟包率、抖動、延遲、接收到的最大序列號等，用于制定流量控制的策略，改變傳輸碼 率甚至負載類型。通常是利用底層的 UDP協(xié)議完成數(shù)據(jù)傳輸，但也可以建立在其它傳輸協(xié)議上，比如 TCP、ATM等。另外，用打包方式進行分組還可以支持媒體流的復(fù)用 。在 I幀， P幀加噪聲時 Y信號的信噪比提高 8dB， UV信號也分別提高 ldB和 3dB。 下面給出分別采用不加任何檢錯機制和加入基于 AC的 CED+ARQ檢錯機制這兩種方法得出的實驗結(jié)果圖。本實驗以 Foreman及 Miss Ameriean的 QCIF格式(176x144)的 100幀圖像序列為例，序列中這三種類型的圖的組織是非常靈活的，在本實驗中采用 IBBPBBPBB的組合。又冗余量 I (α) = log 2 (1e)比特 /編碼符號，帶入 ()式，可以得到檢錯所需重傳的比特 n和冗余量 I(α)之間的關(guān)系?？s減因子 α又可理解為在算術(shù)編碼過程中加入一個禁用符號聲 μ，假設(shè)其發(fā)生概率為 e =1 α。為了進行 有限的運算，編碼端移出一些比特再將區(qū)間加倍。算術(shù)編碼可以逼近信源的墑，因此 CABAC具有很好的壓縮性能。第一個特性，概率估計通過在 LPS的 64個不同的概率狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程中完成。但是當時人們對算術(shù)編碼的理解仍然需要無限精度的浮點運算，或者隨著符號的輸入，需要的精度增加，同時計算時間也線性增加。上下文模型存儲了每個二進制位 “l(fā)”或 “0”的概率值。 第一個步驟是二進制化。因此本文結(jié)和，將第一種和第三種方法聯(lián)合考慮，將一種基于算術(shù)編碼 (AC)能連續(xù)檢錯 (CED)的自動重傳請求 (ARQ)方案引入到現(xiàn)行的 。 因此如果根據(jù)信道最差的情況來加入冗余信息進行保護，則在大多數(shù)信道較好的時間內(nèi)浪費了信道資源 。突發(fā)錯誤會導(dǎo)致視頻質(zhì)量嚴重下降，甚至無法解碼，但這類錯誤一般可以根據(jù)傳輸協(xié)議檢測到。 基于 的抗誤碼技術(shù)的研究 傳輸誤碼的分類及抗誤碼的基本方法 任何一個視頻通信系統(tǒng)都固有存在的問題是視頻信息在傳輸過程中山于信道噪聲使得信息改變或丟失，這種信息的改變或丟失會導(dǎo)致視頻重建質(zhì)量嚴重下降?？蛻魴C和服務(wù)器之間通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進行通訊。假如需要向 n臺主機發(fā)送相同的數(shù)據(jù)，如果采用單播傳送的方式，則需要 n次的點對點傳送，這種傳送方式的效率很低；而如果采用廣播方式，數(shù)據(jù)會發(fā)送到局域網(wǎng)內(nèi)的所有主 機，這