無線視頻傳輸技術(shù)的發(fā)展

摘要：無線信道帶寬資源有限，干擾因素多，而視頻信號(hào)數(shù)據(jù)量大，實(shí)時(shí)性要求高，因此關(guān)于無線視頻傳輸技術(shù)的研究引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛興趣。本文從多個(gè)角度，分析了無線視頻技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并指出進(jìn)一步的發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞：無線視頻傳輸; 視頻編碼; 碼率控制; Qos 隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的增加，無線通信已獲得非常廣泛的應(yīng)用。無線網(wǎng)絡(luò)除了提供語音服務(wù)之外，還提供多媒體、高速數(shù)據(jù)和視頻圖像業(yè)務(wù)。無線通信環(huán)境（無線信道、移動(dòng)終端等）以及移動(dòng)多媒體應(yīng)用業(yè)務(wù)的特點(diǎn)對視頻圖像的視頻圖像編碼與傳輸技術(shù)已成為當(dāng)今信息科學(xué)與技術(shù)的前沿課題。

1 無線視頻傳輸技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

數(shù)字視頻信號(hào)具有如下特點(diǎn)：

·數(shù)據(jù)量大

例如，移動(dòng)可視電話一般采用QCIF分辨率的圖像，它有176X144=25344像開綠燈。如果每個(gè)像素由24位來表示，一幀圖像的數(shù)據(jù)量依達(dá)594kbit。考慮到實(shí)時(shí)視頻圖像傳輸要求的幀頻（電視信號(hào)每秒25幀），數(shù)據(jù)傳輸速率將達(dá)到14.5Mbps！

·實(shí)時(shí)性要求高

人眼對視頻信號(hào)的基本要求是，延遲小，實(shí)時(shí)性好。而普通的數(shù)據(jù)通信對實(shí)時(shí)性的要求依比較低，因此相對普通數(shù)據(jù)通信而言，視頻通信要求更好的實(shí)時(shí)性。

無線環(huán)境則具有如下特點(diǎn)：

·無線信道資源有限

由于無線信道環(huán)境惡劣，有效的帶寬資源十分有限。實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)量的視頻信號(hào)的傳輸，尤其在面向大眾的無線可視應(yīng)用中，無線信道的資源尤其緊張。

·無線網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)時(shí)變的網(wǎng)絡(luò)

無線信道的物理特點(diǎn)決定了無線網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)時(shí)變的網(wǎng)絡(luò)。

·無線視頻的Qos保障

在移動(dòng)通信中，用戶的移動(dòng)造成無線視頻的Qos保障十分復(fù)雜。

由此可以看出，視頻信號(hào)對傳輸?shù)男枰蜔o線環(huán)境的特點(diǎn)存在尖銳的矛盾，因此無線視頻傳輸面臨著巨大的挑戰(zhàn)。一般來說，無線視頻傳輸系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)目標(biāo)如表1所示。

表1 無線視頻傳輸系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)和設(shè)計(jì)目標(biāo) 性能指標(biāo) 設(shè)計(jì)目標(biāo) 視頻壓縮比
視頻傳輸實(shí)時(shí)性
視頻恢復(fù)質(zhì)量
視頻傳輸魯棒性
支持Qos的視頻業(yè)務(wù) 用盡量少的比特描述視頻圖像
更短的傳輸時(shí)延，更快的編碼速度
獲得用戶更滿意的視頻恢復(fù)質(zhì)量
更好適應(yīng)傳輸信道的誤比特干擾
提供和用戶支持費(fèi)用相當(dāng)?shù)姆?wù) 事實(shí)上，表1中許多性能指標(biāo)是相互制約的。例如，視頻圖像壓縮比的提高會(huì)增加編碼算法的復(fù)雜度，因此會(huì)影響算法的實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)，并且可能降低視頻的恢復(fù)質(zhì)量。

2 視頻壓縮編碼技術(shù)

視頻信息的數(shù)據(jù)量十分驚人，要在帶寬有限的無線網(wǎng)絡(luò)上傳送，必須經(jīng)過壓縮編碼。目前國際上存在兩大標(biāo)準(zhǔn)化組織——ITU-T和MPEG——專門研究視頻編碼方法，負(fù)責(zé)制公平統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，方便各種視頻產(chǎn)品間的