【正文】 x=2%，則 α=。 CABAC是根據(jù)每個元素的上下文來獲得概率模型并按實(shí)時統(tǒng)計來調(diào)整概率模型的自適應(yīng)算術(shù)編碼。 60年代 Elias發(fā)現(xiàn)，不需要排序，只要編碼端和解碼端使用相同的符號順序就可以了。編碼一個數(shù)據(jù)元素包括以下幾個步驟。然而信道誤碼情況是時變的，目前還沒有一個精確的數(shù)學(xué)模型來描述信道的變化。 B／ S架構(gòu)于廣域網(wǎng)之上，不需要專門的網(wǎng)絡(luò)和硬件環(huán)境，用戶界面完全通過 WWW瀏覽器實(shí)現(xiàn)，一部分事物邏輯在前端實(shí)現(xiàn)，但是主要的事務(wù)邏輯在服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)， B／ S機(jī)構(gòu)能夠在很大程度上節(jié)約開發(fā)成本，是一種全新的軟件系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)。廣播傳送是一對多的傳送，即廣播的數(shù)據(jù)將同時傳送到局域網(wǎng)內(nèi)的所有主機(jī)。 (這與編碼器中的 D’n相同 )。在幀間模式時， P 由幾個參考幀用運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測的方式得到。但 CABAC 復(fù)雜度比較高，因此在 的基本應(yīng)用中，通常采用CAVLC 編碼。 整數(shù)變換和量化 與以往標(biāo)準(zhǔn)類似， 對預(yù)測殘差進(jìn)行變換編碼。第一種方法是樹狀結(jié)構(gòu)運(yùn)動補(bǔ)償。它選擇用 CAVLC 而不是以 CABAC 對變換量化后的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行嫡編碼。 的編解碼框架與以前提出的標(biāo)準(zhǔn)，如 ， 及 MPEG1/2/4 并無顯著變化，也是基于混合編碼的方案。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。 ，而且在此基 礎(chǔ)上研究開發(fā)和采用了許多先進(jìn)的技術(shù)，對于今后的網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸 (無線網(wǎng)絡(luò)和 Inter 網(wǎng)絡(luò) )，數(shù)字電視等領(lǐng)域帶來深遠(yuǎn)的影響。并且進(jìn)一步闡明了本文選題的理論依據(jù)，并為隨后展開深入的分析提供了線索與思路。 二、國內(nèi)外研究現(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(biāo)準(zhǔn)。 AVS 視頻當(dāng)中采用了一系列技術(shù)來達(dá)到高效率的視頻編碼，包括幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、變換、量化和嫡編碼等 。最后分析了基于 的視頻傳輸抗誤碼技術(shù)，提出了在 中引入了基于算術(shù)編碼的具有連續(xù)檢錯和自動重傳能力的綜合抗誤碼方案，以獲得較好的壓縮效果和抗信道誤碼能力。同時， 可以支持各種視頻應(yīng)用，如 :低延遲模式的視頻會議、高清晰度電視 (HDTv)、高處理延遲的視頻存儲等。 H 系列標(biāo)準(zhǔn)是由 ITUT的視頻編碼專家組制定的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，包括 、 以及 。但它采用 “回歸基本 ”的簡潔設(shè)計，不用眾多的選項，獲得比 更好的壓縮性能 。它最多支持將一幀分成 8 個片組，這樣在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時，對每個片組分別打包可使一個包丟失時不會引起整個幀的丟失。每個 P 宏塊按照一定的方式劃分，用于運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測。但 沒有采用傳統(tǒng)的離散余弦變換 (DCT)，而是采用與離散余弦變換特性相似的整數(shù)變換，通常被稱為整數(shù) DCT變換。 的分層設(shè)計 在系統(tǒng)層面上與以往標(biāo)準(zhǔn)有很大不同，它提出了一個新的概念，即提出兩個概念性的編碼層 :視頻編碼層 (VCL， VidooCodingLayer)和網(wǎng)絡(luò)提取層(NAL， Netwo 眾 AbstraetionLayer)。參考幀可以是己編碼重構(gòu)的前幾幀或后幾幀(時間順序 )。根據(jù)從比特流中解碼獲得的頭信息，解碼器產(chǎn)生一個預(yù)測宏塊 P，與編碼器中的 P 相同。假如需要向 n臺主機(jī)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(diǎn)對點(diǎn)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(jī)，這使得大量的主機(jī)收到與自己無關(guān)的數(shù)據(jù)，會造成主機(jī)資源和網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)，這對本來數(shù)據(jù)量就很大的視頻數(shù)據(jù)的傳輸來說尤其是很不合適的。 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(yán)重下降。 因此如果根據(jù)信道最差的情況來加入冗余信息進(jìn)行保護(hù)，則在大多數(shù)信道較好的時間內(nèi)浪費(fèi)了信道資源 。 第一個步驟是二進(jìn)制化。但是當(dāng)時人們對算術(shù)編碼的理解仍然需要無限精度的浮點(diǎn)運(yùn)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。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?？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。本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中采用 IBBPBBPBB的組合。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。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。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(kuò)展性問題。 RTP協(xié)議負(fù)責(zé)對多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行封包并實(shí)現(xiàn)媒體流的實(shí)時傳輸，其核心內(nèi)容是數(shù)據(jù)包格式。對應(yīng)于縮減因子 α分別取為 ， ， ， ， 相應(yīng)的冗余度 %， %， %， %， %。 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(dāng)前區(qū)間落在縮減區(qū)間之外就報錯，記下當(dāng)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 μ不被編碼，所以分配給 μ的間隔不會被再分割。 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。 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(jìn)制算術(shù)編碼器。一個非二進(jìn)制元素 (例 :傳輸系數(shù)或運(yùn)動向量 )要先二進(jìn)制化或者在算術(shù)編碼之前轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制碼。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。 傳輸誤碼大體上司一分為兩類 :一類是隨機(jī)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。此外，由 IP組播技術(shù)一臺主機(jī)可以同時加入一個或多個組播組的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心同時對多個現(xiàn)場的監(jiān)控。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。這些系數(shù)被重排列和嫡編碼。 為了獲得更高視頻編碼效率、更好的圖像質(zhì)量以及更強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)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(yùn)動補(bǔ)償、變換編碼、熵編碼等壓縮單元。 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。這種分區(qū)下的運(yùn)動補(bǔ)償，稱為樹狀結(jié)構(gòu)運(yùn)動補(bǔ)償。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。應(yīng)用目標(biāo)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。目前， MPEG 系列和 H 系列的后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)制定工作仍在進(jìn)行當(dāng)中。 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(biāo)準(zhǔn)全稱是數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組，該工作組是由國家信息產(chǎn)業(yè)部科學(xué)技 術(shù)司于 20xx 年 6 月批準(zhǔn)成立。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。 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(shí)時通信業(yè)務(wù) (視頻會議、可視電話等 )等等 。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(yán)重下降。由于 標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的視頻 傳輸抗誤碼技術(shù)進(jìn)行了分析。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(biāo)準(zhǔn) ，其主要目標(biāo)就是提高編碼效率和網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性。 MPEG 是在 1988 年由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 和國際電工委員會 IEC 聯(lián)合成立的專家組，負(fù)責(zé)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(biāo)準(zhǔn)。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(dāng) 碼流在有噪信道中傳輸時，加入新的檢錯機(jī)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。 定義 了 3 個檔次 :基本檔次、主檔次、擴(kuò)展檔次。 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(jìn)行預(yù)測。每一個運(yùn)動補(bǔ)償?shù)?16X1 16X 8Xl6 亮度塊的參考索引參數(shù)都要發(fā)送。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。簡要的編碼過程 :輸入當(dāng)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。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。 IP組播技術(shù) 前面提到過，對于遠(yuǎn)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。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(jī)構(gòu)的一種變化和改進(jìn)。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)。 CABAC具有 3個獨(dú)特的優(yōu)勢。 第三個步驟是算術(shù)編碼。 (例如，當(dāng)前編碼值為 “1”則 “1”的頻率值增加 )。 I(α) = log 2 (α) () 假設(shè)加入 x的冗余，則選擇 α=1/2x。 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(kuò)散，對重建圖像質(zhì)量的影響 較大。 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(dú)立的。 RTP/RTCP 協(xié)議分析 實(shí)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(shí)時傳輸 服務(wù)。 RR包由實(shí)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(fù)載是長度不定的多媒體數(shù)據(jù) (視頻幀或者音頻幀 )。在接收端，對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組解析 (拆包 )，這樣就可以重建視頻幀。實(shí)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)。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。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)。算術(shù)編碼器根據(jù)所選的概率模型對每個二進(jìn)制位編碼。第二個步驟是選擇上下文模型。第三種是編解碼兩端交互進(jìn)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。 (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(kuò)散的緣故，解碼器可以在隨后的某個位置發(fā)現(xiàn)誤碼 ?？蛻魴C(jī) /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。 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。第二部分為編碼器重構(gòu)支路。存儲標(biāo)志用于指示當(dāng)前數(shù)據(jù)不屬于被參考的幀。這樣不但變換計算量比較小，而且在運(yùn)動物體邊緣處的銜接誤差也大為減小。如圖 所示。擴(kuò)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(jìn)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)。 在所有碼率下都能持續(xù)提供較高的視頻質(zhì)量。 ，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。幀間預(yù)測使用基于塊的運(yùn)動矢量來消除圖像間的冗余 。而計算機(jī)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。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。 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。分析現(xiàn)有數(shù)字視頻傳輸技術(shù)，找出適合 標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)。因此，如何有效對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼并使其標(biāo)準(zhǔn)化是多媒體通信中的一個關(guān)鍵問題。由于 AVS 是我國自主開發(fā)的音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，收費(fèi)低廉，且它注意了與國際標(biāo)準(zhǔn)的共存，所以得到了廣大設(shè)備廠商、運(yùn)