无线视频监控传输技术的研究

文章摘要： 式中：ds表示最终终端接收的失真；ds表示源编码失真。 式中：Pr(·)表示概率大小；p为信道某时刻的平均丢包率。式(2)说明了对于任意错误率小于1的信道，只要带宽资源(包含了允许延迟)足够大，终端就可实现无错接收。式(3)说明了在一定错误率p和一定传输机制前提下，终端接收失真和所耗用的带宽呈反向增长。对于视频传输系统而言，优化的主要目标是吞吐率尽可能高的同时使得终端失真尽可能小。而从上面两个方面的分析可以看出，这两个方面呈反比例增长。显然，只考虑其中任何一方都不能实现传输性能上的最优，因而需要提供一种新的评价方法来折衷它们二者的关系。综合以上分析，采用B-D代价函数来综

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式中：ds表示最终终端接收的失真；ds表示源编码失真。
    
    式中：Pr(·)表示概率大小；p为信道某时刻的平均丢包率。式(2)说明了对于任意错误率小于1的信道，只要带宽资源(包含了允许延迟)足够大，终端就可实现无错接收。式(3)说明了在一定错误率p和一定传输机制前提下，终端接收失真和所耗用的带宽呈反向增长。对于视频传输系统而言，优化的主要目标是吞吐率尽可能高的同时使得终端失真尽可能小。而从上面两个方面的分析可以看出，这两个方面呈反比例增长。显然，只考虑其中任何一方都不能实现传输性能上的最优，因而需要提供一种新的评价方法来折衷它们二者的关系。综合以上分析，采用B-D代价函数来综合以上两个方面的因素来评价视频传输系统，相应的B-D关系可以表述为：
   
    式中：γ，σ是与信源本身相关的统计量，对特定的视频图像，它们可以视作常量。图像按照理想意义下的逐步精细编码方式编码，这里理想是指比特流按照率失真性能重要性进行从高到低排序，并且随处截断均满足理想率失真关系，即：
    
    式中：di是ri比特解码后得到重建图像的失真。不失一般性，假设压缩后的图像数据按照相等大小的包进行发送，对某时刻的信道而言，每个包的丢包率为p，一个包的平均重传次数可以计算为：
   
    式中：rg是指出错的部分被正确重传到接收端的比特数。当r0≥(1-p)r+pr／(1-p)时，所有出错的比特都实现了重传，所以终端接收失真等于编码端失真。否则，则按照式(7)中的两个关系式，即可得到d0关于r0的表达式(5)。确立了上述关系后，结合相关的容错平台，设计出基于B-D Cost的反馈重发机制，其原理框图如图3所示。

3 无线传输容错控制机制性能测试分析
    针对上节提出的重发机制和算法原理，为了评估方便，不失一般性，在实验中假设最大重传次数为1。从上文可知，允许重传次数越多，则对同样的终端接收失真而言，BEARQ机制从B-D性能来看也就会越差，而这里设计的重发机制相对于BEARQ的B-D性能提高也就越明显。

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    为了更全面评价本算法的性能，对不同测试序列在同样丢包率情况下对本章的机制进行性能测试。考虑到影响本章算法性能的包括序列的纹理复杂程度以及运动剧烈程度。这里利用运动较为剧烈但纹理相对较单一的Foreman序列，纹理复杂程度较高的Mobile以及运动程度较低的Akiyo序列作为评测序列。表1是对这三个测试序列在QP=14，16，20，22，丢包率为3％的情况下前100帧做的统计，其中出错Slice个数为24，则出错宏块总数为24×11=264。令NMB=264，则根据模式判决结果，即可得到对重发率的统计。

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