導(dǎo)語(yǔ)：3G視頻容錯(cuò)技術(shù)特征探索論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著第三代數(shù)字無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)以及多媒體信息服務(wù)的迅猛發(fā)展，3g視頻通信的高可用性已成為業(yè)界關(guān)注的一個(gè)新的焦點(diǎn)。作為一個(gè)新型的通信技術(shù)，3G視頻通信有很多新的特點(diǎn)，所有這些新的特點(diǎn)對(duì)傳統(tǒng)容錯(cuò)技術(shù)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。H.264／AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)本身提供了許多容錯(cuò)工具，可以很好的解決易差錯(cuò)信道的視頻容錯(cuò)傳輸。本文以如何提高3G視頻通信的可用性為目標(biāo)，對(duì)3G視頻通信中關(guān)鍵的容錯(cuò)技術(shù)(包括錯(cuò)誤隱藏技術(shù)，Slice結(jié)構(gòu)及參數(shù)集等)的應(yīng)用進(jìn)行了初步探討。

關(guān)鍵詞：3G視頻通信H.264/AVC容錯(cuò)技術(shù)

傳統(tǒng)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)都是圍繞比特流的概念組織的。實(shí)際上用于傳送數(shù)字視頻的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)并不適合直接傳輸比特流。在許多網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，比特流需要拆分為數(shù)據(jù)分組。這些分組的特性，如最小/最大尺寸、相關(guān)開(kāi)銷(xiāo)和差錯(cuò)屬性等在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)間、甚至在某個(gè)給定的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)內(nèi)也是很不相同的。假如視頻編碼器自身能和網(wǎng)絡(luò)特性很好的匹配，將能夠獲得更好的視頻QoS。問(wèn)題是如何容錯(cuò)地支持易差錯(cuò)的無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)？為了解決無(wú)線移動(dòng)信道視頻的容錯(cuò)傳輸，我們將采用如前向糾錯(cuò)編碼及支持差錯(cuò)復(fù)原的視頻壓縮編碼技術(shù)來(lái)解決。H.264編解碼器可以很好的解決易差錯(cuò)信道的視頻容錯(cuò)傳輸。在3GPP/3GPP2的傳輸環(huán)境下通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臈l帶長(zhǎng)度使H.264編解碼器和無(wú)線移動(dòng)信道的網(wǎng)絡(luò)特性得到很好的匹配，實(shí)現(xiàn)無(wú)線移動(dòng)信道視頻的容錯(cuò)傳輸。H.264標(biāo)準(zhǔn)適用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹饕蛑痪褪窃诟拍钌戏譃閮蓪?視頻編碼層VCL(VideoCodingLayer)和網(wǎng)絡(luò)抽象層NAL(NetworkAbstractionLayer)，其中VCL負(fù)責(zé)高效的視頻內(nèi)容表示，它被設(shè)計(jì)成盡可能獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，NAL負(fù)責(zé)對(duì)編碼信息進(jìn)行打包封裝并通過(guò)指定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。H.264中還定義了兩種新的幀編碼類(lèi)型，即SP幀和SI幀來(lái)完成不同流的切換，可以根據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶終端的具體情況自適應(yīng)地在不同碼率的視頻流之間切換，這大大改善了視頻流對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性。

一、3G視頻通信中容錯(cuò)技術(shù)的應(yīng)用

3G通信技術(shù)的出現(xiàn)使對(duì)話式無(wú)線視頻業(yè)務(wù)成為可能，雖然3G網(wǎng)絡(luò)在移動(dòng)環(huán)境下的帶寬可達(dá)384kbps，在靜止環(huán)境下的帶寬可以達(dá)到2Mbps，但是由于信道衰減、建筑物遮擋、終端移動(dòng)、多用戶干涉等原因影響，使得信道是時(shí)變且高誤碼的，因此，在3G網(wǎng)絡(luò)上傳輸視頻流時(shí)，僅僅追求高的壓縮效率是不夠的，必須有一定的容錯(cuò)和錯(cuò)誤掩蓋措施。最新的3GPP/3GPP2標(biāo)準(zhǔn)要求3G終端支持H.264/AVC視頻編解碼技術(shù)，同時(shí)由于硬件的限制，3G終端只支持部分H.264/AVC的容錯(cuò)工具。H.264中雖然提供了一些容錯(cuò)工具，但是它們有各自不同的用途和目的，即在不同的場(chǎng)合需要選擇不同的組合來(lái)使用。

1.1錯(cuò)誤隱藏技術(shù)由于錯(cuò)誤隱藏技術(shù)能夠利用接收到的數(shù)據(jù)來(lái)恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)，因此一般都應(yīng)用在解碼器端。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，解碼器的這種能力尤其重要，因?yàn)闊o(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中誤碼率高，很多RTP包在傳輸中被網(wǎng)關(guān)或者路由器丟棄，而這些丟失的數(shù)據(jù)又必須在解碼器端根據(jù)空間和時(shí)間上的相關(guān)性來(lái)恢復(fù)。錯(cuò)誤隱藏技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法也很多，在JVT參考軟件中，就使用了一種空間相關(guān)性的方法，即使用被丟失宏塊周?chē)?個(gè)宏塊來(lái)恢復(fù)被丟失的數(shù)據(jù)，其選用的標(biāo)準(zhǔn)是使恢復(fù)后邊緣數(shù)據(jù)的SAD(sumofabsolutedifference)差最小。這種方法的效果雖不是最好，但是計(jì)算簡(jiǎn)單有效。

1.22Slice結(jié)構(gòu)為了滿足MTU大小的要求，在3G網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸中對(duì)視頻進(jìn)行分片壓縮顯得尤其重要。經(jīng)過(guò)分片壓縮后的視頻中每個(gè)RTP包中包含一個(gè)片，一般每個(gè)slice中包含一個(gè)或者幾個(gè)宏塊，并以RTP包的大小滿足MTU的要求為準(zhǔn)。

1.3幀內(nèi)編碼塊刷新由于幀內(nèi)編碼不依賴(lài)時(shí)間上相鄰幀的數(shù)據(jù)，所以幀內(nèi)編碼塊能有效地阻止由于包丟失甚至幀丟失而引起的錯(cuò)誤傳播。對(duì)于對(duì)話式視頻業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，由于實(shí)時(shí)性要求高，而且I幀刷新的頻率較低，因此可以用幀內(nèi)編碼塊來(lái)部分代替I幀的作用。H.264／AVC提供了兩種幀內(nèi)編碼塊刷新(intrablockrefreshing)模式；其中，一種是隨機(jī)模式，即用戶可以選擇幀內(nèi)編碼塊的數(shù)目，而由編碼器隨機(jī)決定哪些哪些位置上的宏塊實(shí)行幀內(nèi)編碼；另一種是行刷新模式，即編碼器在圖像中依次選擇一行進(jìn)行幀內(nèi)編碼，但圖像分辨率大小不同，每次需要幀內(nèi)編碼塊的數(shù)目也不同，例如在QCIF格式圖像中，每次需要選擇一行，即11個(gè)宏塊進(jìn)行幀內(nèi)編碼，而在CIF格式圖像中，這個(gè)數(shù)字變成22。

1.4參數(shù)集(ParameterSets)H.264標(biāo)準(zhǔn)中，取消了序列層和圖像層，將原本屬于序列和圖像頭部的大部分句法元素分離出來(lái)形成序列參數(shù)集SPS(SequenceParameterSet)和圖像參數(shù)集PPS(PictureParame2terSet)。序列參數(shù)集包括了與一個(gè)圖像序列有關(guān)的所有信息，如編碼所用的檔次和級(jí)別、圖像大小等，應(yīng)用于視頻序列。圖像參數(shù)集包含了屬于一個(gè)圖像的所有片的信息，如嫡編碼方法、FMO，宏塊到片組的映射方式等，應(yīng)用視頻序列中的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的圖像。多個(gè)不同序列參數(shù)集和圖像參數(shù)集被解碼器正確接收后，被存儲(chǔ)于不同的己編碼位置，解碼器依據(jù)每個(gè)己編碼片的片頭的存儲(chǔ)位置選擇合適的圖像參數(shù)集來(lái)使用。

1.5冗余片(RedundantSlice)H.264編碼器除了對(duì)片內(nèi)的宏塊進(jìn)行一次編碼外，還可以采用不同的編碼參數(shù)對(duì)同一個(gè)宏塊進(jìn)行一次或多次編碼，生成冗余片，冗余片的信息也被編碼進(jìn)同一個(gè)視頻流中。解碼器在能夠使用主片的情況下會(huì)拋棄冗余片，反之如果主片丟失，也可以通過(guò)冗余片來(lái)重構(gòu)質(zhì)量。

1.6靈活的宏塊排序(FMO)FMO技術(shù)通過(guò)片組(slicegroup)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。片組是由一個(gè)或者多個(gè)片組成，而每個(gè)片中通常包括一系列的宏塊。采用FMO進(jìn)行視頻編碼的好處在于，可以使因信道傳輸而引起的錯(cuò)誤分散。具體實(shí)施方法是:幀圖中的宏塊可以組成一個(gè)或幾個(gè)片組，每一個(gè)片組單獨(dú)傳輸，當(dāng)一個(gè)片組發(fā)生丟失時(shí)，可以利用與之臨近的已經(jīng)正確接收到的另一片組中的宏塊進(jìn)行有效的錯(cuò)誤掩蓋。片組組成方式可以是矩形方式或有規(guī)則的分散方式(例如，棋盤(pán)狀)，也可以是完全隨機(jī)的分散方式。采用FMO提高了碼流的容錯(cuò)能力，卻使編碼效率有所降低，同時(shí)也會(huì)增加編碼延遲時(shí)間。公務(wù)員之家

二、結(jié)論

通信技術(shù)的飛速發(fā)展，第三代數(shù)字無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)以及多媒體信息服務(wù)(MMS)的興起為無(wú)線移動(dòng)環(huán)境下的多媒體通信業(yè)務(wù)(特別是視頻)提供了應(yīng)用和發(fā)展的需求．多媒體業(yè)務(wù)是3G的基本業(yè)務(wù)之一，然而視頻通信業(yè)務(wù)對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)還是一種挑戰(zhàn)，這是由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是一種易錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)，容易受到多徑干擾、陰影衰落等多種條件的影響，致使視頻傳輸流中的RTP包會(huì)大量丟失，因此對(duì)于3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的視頻通信業(yè)務(wù)，容錯(cuò)技術(shù)是不容忽視的。H.264／AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)本身提供了許多容錯(cuò)工具，可以很好的解決易差錯(cuò)信道的視頻容錯(cuò)傳輸，提高3G視頻通信的可用性。

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