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1.4.4 无线IP网络的视频传输

有线通信因其自身的物理封闭特性而决定了它的高可靠性、低误码率,可以承担高速、宽带、低差错的数据传输,而且高速有线传输主要用于核心网、骨干网,因此视频传输的难点不在有线,而在于开放的无线通信环境,在于如何对付它的误码多发特性。

现在的网络基本上都采用IP传输的分组交换方式,对视频传输,尤其是实时传输而言,不论是有线还是无线通信,其难点都在于如何使数字视频适合IP传输方式。

可见,考虑视频传输的问题,最关键的是要解决在无线环境下、IP方式的视频传输问题。为此,我们从视频处理和视频编码的角度介绍几种解决这一难题的措施。

1.码率控制

一般来讲,信道是已经存在的,而且要为各类数据和各类用户服务,因此,视频编码器的输出必须适合信道特性,否则,达不到高效传输的目标。码率控制技术的目的是协调编码器与信道之间的适配关系,是视频通信应用中的关键技术之一。因为码率控制策略和方法需要由具体应用场合决定,所以各类视频标准都没有规定具体码率控制方法,至多提供一些参考模型。

现行的码率控制方法一般分成两个层次,图像层码率控制和宏块层码率控制。图像层码率控制的主要任务为:根据系统对编码器输出码率的期望、系统传输延迟的限制、传送缓冲区的满溢程度等,在一帧图像编码前,确定该帧图像的输出期望比特数。宏块层码率控制的主要任务为:根据图像层码率控制确定的该帧图像的输出期望比特数,为图像各部分宏块选择合适的量化步长。宏块层码率控制的主要依据是率失真(Rate-Distortion)模型。

码率控制的典型代表是H.263+的TMN8码率控制方案,它的图像层码率控制部分主要考虑了编码时延、缓冲区满溢程度等因素,并且要求编码器的工作帧频恒定;它的宏块层码率控制部分采用了一种十分有效的率失真模型,使宏块层码率控制的误差很小。

2.差错控制

无线信道干扰因素多,误码率高,为了提高无线视频传输的鲁棒性,人们设计了多种用于视频编码环节的差错控制技术。除了常用的前向纠错编码(FEC),比较典型的还有重同步(Resynchronization)、数据分割(Data Partition)、可逆变长编码(RVLC)和灵活宏块排序(Flexible Macroblock Ordering,FMO)等差错控制技术。在视频解码端,可采用数据恢复(Data Recovery)和差错掩盖(Error Concealment)等技术弥补因码流中的错误而产生的负面影响。

3.通信协议

无论是有线网络还是无线网络,都采用基于数据包的IP传输方式,视频传输当然也不例外。IP传输的基础是TCP/IP通信协议簇,IP协议和TCP协议是其核心协议。大家知道,TCP/IP协议是为非实时数据传输而设计的,并不能保证信息传输的实时性。为保证实时视频通信业务能很好地运行,需要使用实时传送协议(RTP)和实时传送控制协议(RTCP)。为了给实时业务或其他特定业务的传送留有足够宽的通道,还必须使用资源预留协议(RSVP)。上述5个通信协议是视频IP网络传输的主要通信协议。在高速无线多IP网络中,还可以采用一种基于带宽的资源预留(Resource Reservation)接入控制方法,对预订用户的视频、话音等实时业务,可预留一定的连接带宽,保证可接受的服务质量。

IPv6作为Internet Protocol的新版本,正在继承和取代传统的IPv4。从IPv4到IPv6的改变为下一代Internet奠定了更坚实的基础,如IPv6使网络管理变得更加简单,可兼顾不同用户对服务质量的不同需要,有利于实时视频等多媒体业务的传输。 kgZjrOfNsIjupBsemSFniWcT+FX7L9/CiB+b4Kz/I8p/lWvrIAtFypcxD+RQAx0T

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