[發(fā)明專利]一種基于多媒體廣播多播業(yè)務(wù)的自適應(yīng)噴泉編碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210150835.6
• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN102684893A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 費(fèi)澤松;曹聰哲;邢成文;黃蓋世;匡鏡明
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: H04L12/18
• 分類號: H04L12/18;H04L1/18;H04L29/06
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于多媒體廣播多播業(yè)務(wù)的自適應(yīng)噴泉編碼方法，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

多媒體廣播多播業(yè)務(wù)是一種點(diǎn)到多點(diǎn)的傳輸服務(wù)。數(shù)據(jù)信息從一個單一的信源發(fā)送到多個接收終端，并能實(shí)現(xiàn)頻譜、空中接口等資源以非常經(jīng)濟(jì)的方式共享。多媒體廣播多播業(yè)務(wù)能夠提高無線資源的利用率，實(shí)現(xiàn)不同速率的廣播和多播業(yè)務(wù)，因此得到越來越廣泛的研究和關(guān)注。如今在多媒體業(yè)務(wù)中，移動的視頻流傳輸正在占據(jù)著越來越重要的地位，可分層視頻編碼作為一種新型的具有彈性的編碼方式，可以大大提高所恢復(fù)出的視頻質(zhì)量，并且對帶寬沒有很高的要求。?

可分層視頻編碼將視頻信息分為一個基本層(more?important?bits，MIB)與多個增強(qiáng)層(less?important?bits，LIB)，基本層體現(xiàn)了視頻信息的基本框架，而增強(qiáng)層在基本層的基礎(chǔ)上提高了視頻的幀速率、分辨率以及其他方面的質(zhì)量。分層視頻編碼使得接收端隨著接收到的數(shù)據(jù)逐漸增多能夠循序漸進(jìn)地提高所恢復(fù)出的視頻的質(zhì)量。這樣也就使得在視頻廣播過程中，信道條件較好的用戶能夠獲得更佳的視頻質(zhì)量，并且同時也能夠?yàn)樾诺罈l件較差的用戶所恢復(fù)出的視頻提供基本的質(zhì)量保證。可分層視頻編碼的介紹參見附圖1。?

在編碼方案上，噴泉碼是無碼率的碼型。在傳統(tǒng)的自動重發(fā)請求(ARQ)方法中，當(dāng)用戶數(shù)很大時，用戶發(fā)送的ARQ信息可能會占據(jù)了絕大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)資源，使得正常的通信不能順利進(jìn)行，這種情況稱為“反饋風(fēng)暴”。在這種情況下，重傳方式完全不起作用，前向糾錯方法的效率也不高。數(shù)字噴泉碼可以有效地解決反饋風(fēng)暴問題，只有當(dāng)完全譯碼時，才向發(fā)射端發(fā)送一個反饋，噴泉碼不僅顯著減少了用戶反饋量，而且提高了系統(tǒng)傳輸可靠性。?

噴泉碼的具體編碼步驟如下：?

(1)從度分布中，隨機(jī)的選擇一個值d，該值代表編碼分組由幾個信源數(shù)據(jù)包生成，d稱為該次的編碼分組的度；?

(2)從原數(shù)據(jù)包分組中隨機(jī)選擇d個數(shù)據(jù)，將該d個數(shù)據(jù)進(jìn)行模2和；?

(3)重復(fù)上述步驟，生成編碼分組。?

噴泉碼的具體譯碼步驟如下：?

(1)在接收到的編碼數(shù)據(jù)中選擇一個度為一的編碼符號，將編碼符號的值直接賦值給相連接的信源符號，從而恢復(fù)出該信源符號，同時刪除連接該信源符號與編碼符號的邊。?

(2)將所有連接該信源符號和其余與之對應(yīng)的編碼符號的邊刪除，并且將該信源符號的值與編碼符號的值進(jìn)行模2和，所得結(jié)果分別賦給對應(yīng)的編碼符號。?

(3)重復(fù)上述步驟，生成譯碼分組。?

在噴泉編碼的過程中，可能會出現(xiàn)如下的狀態(tài)，亦即一個信源符號只和一個噴泉編碼包產(chǎn)生連接，而與其他噴泉編碼包均無邊相連，如圖2(a)所示。那么在編碼數(shù)據(jù)經(jīng)過刪除信道時，如果該噴泉編碼包丟失，那么與其連接的信源符號即無法譯碼。在可分層視頻編碼中，基本層數(shù)據(jù)的丟失會對整個視頻質(zhì)量產(chǎn)生極大影響。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為提高多媒體廣播多播業(yè)務(wù)(MBMS)的成功譯碼概率且降低誤幀率，提出了一種可應(yīng)用于可分層視頻編碼(scalable?video?coding，SVC)，能夠靈活支持多種視頻應(yīng)用業(yè)務(wù)，在刪除信道下相比普通噴泉編碼能夠提高成功譯碼概率并且降低誤幀率的自適應(yīng)噴泉編碼方法。?

本發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：?

步驟1，在通信系統(tǒng)的發(fā)射端的基本層中生成編碼包。具體過程如下：?

步驟1.1，檢查可分層視頻編碼中所有基本層(MIB)信源符號的度，并根據(jù)度的情況將其分為三個集合：SoN、SoU、SoT。具體方法為：將度為零的信源符號放入SoN集合中，將度大于等于1且小于等于一個閾值M的信源符號放入SoU集合，將度大于M的信源符號放入SoT集合。?

所述閾值M的最佳大小為系統(tǒng)設(shè)定的編碼包長度的二分之一。?

步驟1.2，根據(jù)度分布函數(shù)產(chǎn)生一個度d，然后選擇d個信源符號進(jìn)行噴泉編碼，即進(jìn)行模2和，產(chǎn)生一個編碼符號放入編碼包。?

所述d個信源符號的選擇方法為：以概率p(p＜0.5)選擇SoU集合中的符號，以概率(1-p)選擇SoN集合中的符號，用公式表示為：?