一种基于无速率调制的立体视频传输方法技术

本发明专利技术属于视频传输技术领域，涉及一种立体视频的传输方法，具体涉及一种基于无速率调制的立体视频传输方法。本发明专利技术基于无速率调制方式固有的不等差错保护机制，通过无速率的产生调制符号以传递信息并完成前向纠错。该方法能够保证经过H.264MVC压缩后的立体视频数据的可靠传输。本方法适用于所有无线与有线的通信环境，压缩后的立体视频数据流能以单播、多播以及广播形式进行可靠传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于视频传输
，涉及一种立体视频的传输方法，具体涉及一种基 于无速率调制的立体视频传输方法。
技术介绍
随着人们对数字视频要求的日益提高，普通的视频图像已无法满足人们的需求， 立体视频技术以其增加景物深度信息、增强视觉现实感及逼真感的特点，越来越受到人们 的欢迎。立体视频技术也成为未来多媒体技术的重要发展方向之一。此外，立体视频技术 在工业控制、远程医疗会诊及手术、远程教育、视频会议、数字电视等各领域都有着极其广 阔的应用前景。与单通道视频相比，立体视频一般有两个视频通道，数据量要远远大于单通 道视频，所以对立体视频的高效压缩尤为重要。 现在广泛应用的H. 264数字视频压缩格式是国际电信联盟ITU-T的视频编码专家 组（VCEG)与国际标准化组织（ISO)活动图像编码专家组（MPEG)的联合视频组（JVT)联合 开发的一个数字视频编码标准，其主要目标是，与其它现有视频编码标准相比，在相同带宽 下提供更加优秀的图像质量。基于a 264的多视点视频编码MVC则利用H. 264高级编码的 压缩算法，针对多视点视频的特点更改部分H. 264编码器的框架，以达到压缩多视点视频 的目的。 立体视频编解码技术的逐渐成熟与网络技术的高速发展，正使得立体视频的传输 成为可能。由于对视频的压缩过程中采用了预测编码和可变长编码VLC等技术，压缩后的 视频流对传输的错误特别敏感。信道传输过程中引入的随机错误、网络拥塞引起的数据丢 失以及多径效应导致的突发错误等都有可能使传输的视频流产生差错和损失，最终导致视 频质量的急剧下降。 目前，已有的立体视频传输方法中基于扩展窗喷泉码的立体视频传输方法被认为 是可用方法，其基本原理是利用喷泉码的前向纠错能力以及扩展窗喷泉码的不等差错保护 机制，融合联合信源信道编码技术，根据数据的重要性进行不等差错的保护，使重要数据得 到更好的保护，从而提高传输的可靠性。其缺点是扩展窗喷泉码方案中两个窗的最优度分 布函数以及最优窗口选择概率不易得到。 无速率调制（RCM)是采用相对固定的编码速率，根据信道条件自适应的连续调整 星座距离，使经过信道后调制符号的错误情况适应信道编码的纠错能力。此外，无速率特性 (RCM)也能很方便的实现无需反馈的平滑的速率自适应。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，该方法能够自适 应不同的信道状态，并在保证立体视频传输质量的前提下降低传输时延的传输方法。 本专利技术基于无速率调制方式固有的不等差错保护机制，通过无速率的产生调制符 号以传递信息并完成前向纠错。该系统能够保证经过a 264MVC压缩后的立体视频数据的 可靠传输。本系统适用于所有无线与有线的通信环境，压缩后的立体视频数据流能以单播、 多播以及广播形式进行可靠传输。 本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。 本专利技术的，其特征在于：其包括如下步 骤： 步骤一、对原始立体视频数据进行视频压缩，得到压缩立体视频数据。 所述对原始立体视频数据进行视频压缩的算法包括：H. 264MVC视频压缩算法、 MPEG-I压缩算法、MPEG-2压缩算法和MPEG-4压缩算法。 步骤二、发送端读取步骤一得到的压缩立体视频数据。 步骤三、在步骤二操作基础上，发送端对压缩立体视频数据进行判断，如果是头信 息或运动信息或视差矢量预测信息，则将其判断为BL(Base Layer，基本层）层数据；其它 数据判断为EL (Enhanced Layer，增强层）层数据。 步骤四、在步骤三操作基础上，发送端对BL层和EL层的数据分别进行高码率的 LDPC (Low Density Parity Code，低密度奇偶校验码）编码，得到编码后BL层数据和编码 后EL层数据。 步骤五、此步骤可与步骤一同步操作：确定编码后BL层数据的权重集合（用符号 八表示），3 =丨|，-?1，％，-《2，_-，^!1，_? 1};以及编码后￡1层数据的权重集合（用符号8 表示），S =的，-A A，_卜…。其中，Ii1和n2分别表示权重集合A和权重集合B的 元素对的个数；ai，a2,…，'4 A，…，均为1到1〇之间的整数。 优选的，步骤五中所述权重集合的选取方法为采用凸优化算法在星座图固定的情 况下寻找最优的权重集合。 步骤六、在步骤四和步骤五操作基础上，发送端根据编码后BL层数据和编码后EL 层数据，以带权重的比特到符号（bit-to-symbol)映射方式进行映射，得到调制符号。具体 操作步骤为： 步骤6. 1 :从编码后BL层数据中随机选择N1个比特（bit)，构成BL层数据集合（用 符号C表示），C = {cpC2\ 从编码后EL层数据中随机选择N2个比特，构成EL层数 据集合（用付号D表不），乃―Wi，4，…，以况2 / ;;其中，N1 = 2 X Ii1，N2 = 2 X n2 ; C1，C2，…，cA'' 分别表示从编码后BL层数据中随机选择的第i个比特的值，1彡i彡N1 名，…，C分别 表示从编码后EL层数据中随机选择的第j个比特的值，1彡j彡N2。 步骤6. 2 :将权重集合A中的N1个元素依次赋予步骤6. 1挑选出的N1个 比特的编码后BL层数据作为权重，并加权求和，Sw =C1 xt7| + c '(-a ) + c?爷《 +^(-?2) + ' + 4_一气+%\(-?,,)，5%表示乩层的加权和；将权重集合8中的队个 元素依次赋予步骤6. 1挑选出的N2个比特的编码后EL层数据作为权重，并加权求和， S- (I^ X /?, + t/-, X (-/?j) + t/-> X /?-, + X (-/?-,) + *** + t/ ^ _j X + t/ y X )，Se1j 表不 EL 层 的加权和。 步骤6. 3 :将BL层的加权和S%与EL层的加权和Sa相加即得到一个调制符号（用 符号S1表不）。 步骤6. 4:重复步骤6. 1至6. 3的操作，得到另外一个调制符号（用符号S2表示）。 步骤七、将步骤六得到的调制符号S1和S2对应到星座图上的一个星座点，其中S 1为星座点的横坐标，S2为星座点的纵坐标。 步骤八、将步骤七得到的星座点传输到接收端，接收端统计接收到的星座点个数 (用符号M表示）；接收端判断M > m是否成立，如成立，则执行步骤九的操作；否则，重复步 骤六至步骤八的操作。m的值由人为预先设定值，m为正整数。 优选的，m的值取EL层的数据比特数。 步骤九、在步骤八操作的基础上，接收端进行星座图解映射，并根据解映射的结果 完成LDPC解码，还原得到重构BL层数据和重构EL层数据。 步骤十、在步骤九操作的基础上，对重构BL层数据和重构EL层数据进行码流重 组，然后进行视频解压缩，得到重构立体视频数据。 步骤十中视频解压缩与步骤一中视频压缩使用互逆的压缩/解压缩方法。 步骤十一、根据步骤十得到的重构立体视频数据完成立体视频显示。 经过上述步骤的操作，即可完成立体视频的传输。 有意效果 本专利技术提出的基于无速率调制的立体视频传输方法与已有技术相比较具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无速率调制的立体视频传输方法，其特征在于：其包括如下步骤：步骤一、对原始立体视频数据进行视频压缩，得到压缩立体视频数据；步骤二、发送端读取步骤一得到的压缩立体视频数据；步骤三、在步骤二操作基础上，发送端对压缩立体视频数据进行判断，如果是头信息或运动信息或视差矢量预测信息，则将其判断为BL层数据；其它数据判断为EL层数据；步骤四、在步骤三操作基础上，发送端对BL层和EL层的数据分别进行高码率的LDPC编码，得到编码后BL层数据和编码后EL层数据；步骤五、此步骤可与步骤一同步操作：确定编码后BL层数据的权重集合A，以及编码后EL层数据的权重集合B，其中，n1和n2分别表示权重集合A和权重集合B的元素对的个数；均为1到10之间的整数；步骤六、在步骤四和步骤五操作基础上，发送端根据编码后BL层数据和编码后EL层数据，以带权重的比特到符号映射方式进行映射，得到调制符号；具体操作步骤为：步骤6.1：从编码后BL层数据中随机选择N1个比特，构成BL层数据集合C，从编码后EL层数据中随机选择N2个比特，构成EL层数据集合D，其中，N1＝2×n1，N2＝2×n2；分别表示从编码后BL层数据中随机选择的第i个比特的值，1≤i≤N1；分别表示从编码后EL层数据中随机选择的第j个比特的值，1≤j≤N2；步骤6.2：将权重集合A中的N1个元素依次赋予步骤6.1挑选出的N1个比特的编码后BL层数据作为权重，并加权求和，SBL表示BL层的加权和；将权重集合B中的N2个元素依次赋予步骤6.1挑选出的N2个比特的编码后EL层数据作为权重，并加权求和，SEL=d1×b1+d2×(-b1)+d3×b2+d4×(-b2)+...+dN2-1×bn2+dN2×(-bn2),]]>SEL表示EL层的加权和；步骤6.3：将BL层的加权和SBL与EL层的加权和SEL相加即得到一个调制符号S1；步骤6.4：重复步骤6.1至6.3的操作，得到另外一个调制符号S2；步骤七、将步骤六得到的调制符号S1和S2对应到星座图上的一个星座点，其中S1为星座点的横坐标，S2为星座点的纵坐标；步骤八、将步骤七得到的星座点传输到接收端，接收端统计接收到的星座点个数M；接收端判断M≥m是否成立，如成立，则执行步骤九的操作；否则，重复步骤六至步骤八的操作；m的值由人为预先设定值，m为正整数；步骤九、在步骤八操作的基础上，接收端进行星座图解映射，并根据解映射的结果完成LDPC解码，还原得到重构BL层数据和重构EL层数据；步骤十、在步骤九操作的基础上，对重构BL层数据和重构EL层数据进行码流重组，然后进行视频解压缩，得到重构立体视频数据；步骤十一、根据步骤十得到的重构立体视频数据完成立体视频显示；经过上述步骤的操作，即可完成立体视频的传输。...

【技术特征摘要】
1. 一种基于无速率调制的立体视频传输方法，其特征在于：其包括如下步骤： 步骤一、对原始立体视频数据进行视频压缩，得到压缩立体视频数据； 步骤二、发送端读取步骤一得到的压缩立体视频数据； 步骤三、在步骤二操作基础上，发送端对压缩立体视频数据进行判断，如果是头信息或 运动信息或视差矢量预测信息，则将其判断为BL层数据；其它数据判断为EL层数据； 步骤四、在步骤三操作基础上，发送端对BL层和EL层的数据分别进行高码率的LDPC 编码，得到编码后BL层数据和编码后EL层数据； 步骤五、此步骤可与步骤一同步操作：确定编码后BL层数据的权重集 合A，Zi =丨巧，-βι，α2，_α2;以及编码后el层数据的权重集合B， 5=冶-/V…Λ:其中，Ii1和η2分别表示权重集合A和权重集合B的元素对 的个数；％，七，…，A，…，\均为1到10之间的整数； 步骤六、在步骤四和步骤五操作基础上，发送端根据编码后BL层数据和编码后EL层数 据，以带权重的比特到符号映射方式进行映射，得到调制符号；具体操作步骤为： 步骤6. 1 :从编码后BL层数据中随机选择N1个比特，构成BL层数据集合C， Γ=丨cpc2，···,c、、」；从编码后EL层数据中随机选择N2个比特，构成EL层数据集合D， D = W1WwZyJ ;其中，Ni = 2Xni，N2 = 2Xn2 ^2，、气分别表示从编码后乩层数 据中随机选择的第i个比特的值，1彡i彡N1 ;冬名，…，<:分别表示从编码后EL层数据中 随机选择的第j个比特的值，1彡j彡N2 ; 步骤6. 2 :将权重集合A中的N1个元素依次赋予步骤6. 1挑选出的N1个比 特的编码后BL层数据作为权重，并加权求和，=C1 XW1+ c 2x(-a) + c·料 +c4 χ(-七)+ ···+^^ Xiini+cVix(-?^，s%表示BL层的加权和；将权重集合B中的N2个 元素依次赋予步骤6. ...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢成文，上官成林，贾岱，费泽松，曹聪哲，何静，王晶，匡镜明，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11