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近年来,随着通信技术以及高速网络的快速发展使得基于IP网络的多媒体应用(尤其是实时视频传输)变得越来越广泛。由于在Internet上传输数据时不可避免的会遇到网络拥塞、错误、丢包、抖动等问题,所以各种差错控制技术的合理应用成为视频传输系统的重要组成部分。差错控制技术主要可分为三类:一、编码端的前向冗余编码;二、解码端的后处理差错隐藏;三、编码端与解码端的交互差错控制。本文主要对第一类差错控制技术中的前向纠错编码(FEC)技术进行了深入研究,具体的工作如下:
首先,本文简要介绍了视频传输中的三类差错控制技术,并着重描述了编码端的前向冗余编码技术。
其次,本文在对几种主要的FEC编码技术进行比较后,研究了在一种在二进制删除信道(BEC)下的低密度奇偶校验(LDPC)码——LDGM码。该码采用结构化的设计方法,与随机构造LDPC码相比,实现了编译码的线性复杂度,同时具有结构LDPC码编码简单的优点又兼顾到了参数选择的灵活性。
再次,在对传统纠错编码(如LDGM码)研究的基础上,针对近年来受到广泛关注的喷泉码进行了深入研究。论文针对Luby提出的LT码进行了分析,通过对编码端算法与译码端算法的改进,实现了预译码集的优化,使得译码开销有了明显的改善。同时对传统纠错编码与喷泉码各自的优劣进行了总结。本文将改进后的LT码运用到实际网络环境中,搭建了一个具有LT码保护的单播视频传输系统。
最后,本文提出了一种分级编码在多播传输环境中运用优先级喷泉码实现不等保护的方法。首先对标准LT码中的编码方法进行改进,得到一种不等保护的优先级LT码,然后在优先级LT码之前增加预编码过程,使得对高优先级数据能够提供更好的保护,并且该改进对于低优先级数据并没有太大影响。由于分级编码中的基本层最为重要,所以采用优先级喷泉码后,相比与在同等保护下的分级编码,基本层数据被恢复的概率有了较为明显的提高。