基於視頻服務質量的混合選擇重傳方法

2023-05-23 01:42:26 1

專利名稱：基於視頻服務質量的混合選擇重傳方法
技術領域：
本發明屬於視頻通信領域，涉及RTP包的選擇重傳方法與前向糾錯方法，可用於 視頻通信系統以及音頻、數據等多媒體流在網絡傳輸中的差錯控制。
背景技術：
隨著多媒體技術以及通信網絡的迅速發展，多媒體應用已成為hternet不可或 缺的一部分，也逐漸成為人們日常生活的一部分。很多實時多媒體應用如視頻會議、網絡 電話及流媒體播放器等不斷湧現，這些應用不僅方便了信息交流還豐富了人們的娛樂生 活。雖然目前多媒體應用有了很大的進步，但存在私有性，不夠靈活，不能給用戶提供滿意 的視覺體驗，如Real Player及Windows Media Player。隨著視頻壓縮技術的不斷發展， 如MPEG-4和H. 264的出現，利用幀間時間相關性和圖像空間相關性獲得高水平的壓縮，增 加了傳輸效率，但受誤碼擴散的影響比較大。同時由於網絡環境的帶寬條件、分組丟失率或 者比特錯誤率等因素影響了多媒體流的傳輸性能，導致媒體播放質量下降，因此必須對傳 輸的視頻數據使用多種差錯控制方法。常用的差錯控制方式有前向糾錯方式和自動請求重傳方式。前向糾錯FEC是通過 在發送端發送包含冗餘信息可以被糾錯的碼，接收端自動糾正碼字中的錯誤，其特點是「只 糾不傳」，卷積碼和LDPC碼便是常用的糾錯碼。自動請求重傳ARQ的原理是接收端通過反 向信道反饋信息，使發送端重發檢查出錯誤的數據包，直到接收端認為已正確接收，其特點 是「只傳不糾」。上述兩種方式各有優缺點，其中FEC方式中不必要的開銷引起數據傳輸量的減 小，且增加了解碼系統的複雜性，而自動請求重傳方式則存在傳輸時延和信息連貫性差的 缺陷。混合選擇重傳HARQ技術結合了 FEC技術和ARQ技術的優點，發端會發送具有一定冗 餘信息的數據，接收端首先進行FEC，如果依然不能正確解碼則要求發送端重新發送數據。 因此採用HARQ技術不僅能夠檢測出接收數據的正確性，而且還具有一定的糾錯能力。HARQ 不僅可以解決單獨使用FEC和單獨使用ARQ的缺點，而且可以使整個系統誤碼率降低。混 合自動請求重傳技術以往研究的都是基於可靠性的數據傳輸，但視頻通信是第三代無線通 信的重要組成部分，鑑於視頻通信本身的特點，有必要研究適合視頻傳輸的差錯控制技術。根據其重傳內容的不同，HARQ可分為Type-I HARQ、Type-II HARQ和Type-III HARQ三類1、Type-I HARQ是簡單地將ARQ與FEC技術結合，對於收到的數據包先進行解碼 糾錯，若能糾正其中的錯誤則接受此包；否則，丟棄此包並向發送端請求重發該數據包。2,Type-II HARQ的特點是重傳的數據與正常傳輸的數據不同，它只包含FEC編碼 的校驗冗餘數據，不包含信息數據，在接收端保存出錯的數據包並與重傳的冗餘校驗數據 進行合併解碼。3、Type-III HARQ是指重傳的數據包包含與原數據包相同的信息數據和不同FEC 編碼的冗餘校驗數據，每次重傳的數據包可直接解碼，如果不能正確解碼，則與先前傳輸的
4出錯數據包合併成一個具有更大冗餘度的數據包進行解碼。Type-I HARQ對錯誤和丟失的數據包全部進行重傳，沒有充分利用解碼失敗後的 FEC的冗餘信息，因而重傳的數據量很大。Type-II HARQ, Type-III HARQ都屬於遞增冗餘 型的HARQ，重傳的數據具有盲目性，也就是說重傳的一部分數據可能對解碼完全沒有貢獻， 因而重傳的數據量也很多，造成了時延增大和網絡帶寬的浪費。

發明內容
本發明的目的在於克服上述已有技術的缺點，提出一種基於視頻服務質量的混合 選擇重傳方法，以減小重傳數據量和消除重傳數據的盲目性，提高視頻質量、視頻傳輸的實 時性和網絡帶寬的利用率。為實現上述目的，本發明提供的基於視頻服務質量的混合選擇重傳方法，包括如 下步驟(1)利用視頻主觀質量客觀化模型，計算反映視頻服務質量的視頻主觀質量客觀 化值V,:
權利要求
1. 一種基於視頻服務質量的混合選擇重傳方法，包括以下步驟(1)利用視頻主觀質量客觀化模型，計算反映視頻服務質量的視頻主觀質量客觀化值
2.根據權利要求1所述的混合選擇重傳方法，其中步驟(6)所述的發送端將前向糾錯 編碼後的包發送到接收端，按如下步驟進行2a)先進行視頻編碼得到視頻流，再將視頻流按照實時傳輸協議打包；2b)根據步驟( 得到的前向糾錯冗餘β選擇碼型進行前向糾錯編碼，將編碼後的數 據包和校驗包發送到接收端。
3.根據權利要求1所述的混合選擇重傳方法，其中步驟(7)所述的根據步驟( 得到 的選擇重傳冗餘S確定重傳丟包數得到的選擇重傳冗餘S確定重傳丟包數，按如下步驟 進行3a)計算出步驟加)中數據包的包重要性值，包重要性值是由包中所有幀的幀重要性 值加權平均得到；3b)計算需要重傳的包的數目m:m為數據包的總數和選擇重傳冗餘δ的乘積，發送端 收到重傳請求後，統計總丟包數，向接收端重新發送包重要性值較大的m個數據包。
4.根據權利要求1所述的混合選擇重傳方法，其中步驟(1)給出的主觀質量客觀化值 Vq公式中涉及的使用前向糾錯後的丟包率ρ (n，k)，按如下公式計算
全文摘要
本發明公開了一種基於視頻服務質量的混合選擇重傳方法，主要解決現有技術因不必要的開銷引起的數據傳輸量減小，傳輸時延大和視頻信息連貫性差的問題。其實現步驟是首先，利用視頻主觀質量客觀化模型計算視頻主觀質量客觀化值，並由接收端向發送端反饋的網絡帶寬計算出不會引起網絡擁塞的數據傳輸冗餘範圍；然後，根據數據傳輸冗餘的範圍，為前向糾錯冗餘和選擇重傳冗餘分配比例，使視頻主觀質量客觀化值最優；最後，根據前向糾錯冗餘選擇碼型進行編碼，再由選擇重傳的冗餘確定需要重傳的包數。本發明同時考慮了前向糾錯差錯控制和選擇重傳差錯控制，降低了時間開銷和網絡開銷，可用於視頻傳輸系統。
文檔編號H04N21/647GK102075312SQ20111000396
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月10日 優先權日2011年1月10日
發明者宋彬, 彭學露, 秦浩, 秦豔輝, 趙月 申請人:西安電子科技大學