移动流媒体编码与传输中的关键技术研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学博士学位论文移动流媒体编码与传输中的关键技术研究博士研究生：顾铭明指导教师：刘胜教授学科、专业：控制理论与控制工程哈尔滨工程大学2014年06月万方数据分类号：密级：UDC：编号：工学博士学位论文移动流媒体编码与传输中的关键技术研究博士研究生：顾铭明指导教师：刘胜教授学位级别：工学博士学科、专业：控制理论与控制工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2014年4月论文答辩日期：2014年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学万方数据万方数据ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofD.E

2、ngKeyTechnologiesofEncodingandTransmissioninMobileStreamingMediaCandidate:GuMingmingSupervisor:Prof.LiuShengAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:ControlTheoryandControlEngineeringDateofSubmission:April2014DateofOralExamination:June2014University:HarbinEngineeringUniver

3、sity万方数据哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门

4、或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日万方数据移动流媒体编码与传输中的关键技术研究摘要随着无线网络及无线终端设备的不断发展，流媒体业务已成为无线通信领域当前以及未来发

5、展的重要方向。但是由于流媒体信源本身庞大的数据量，而无线信道的带宽有限，受噪声干扰及尺度衰落的影响程度大，再加上终端的移动性，也会造成无线信号的不均匀，从而导致数据丢包、延时等服务质量的降低。因此信源的压缩编码、信道的稳定传输以及完整仿真平台的建立能够为快速而精确的信号传输与重建提供帮助。本文主要针对流媒体的信源采样、编码、传输等技术方面存在的问题进行研究。首先，在采样领域对视频数据进行压缩算法的研究。由于流媒体的主要信源-视频数据具有数据量大的特点，在采样时往往由于传统的Nyquist采样定理导致采样数据的更为庞大，而后期在视频编码部分又要将冗余尽量消除，这样造成

6、了大量的资源浪费。针对该问题，引入压缩感知算法，并根据视频信号自身的帧间冗余特性，设计了基于主成分变换的视频压缩感知算法，实现信号采样与压缩过程的同时进行，使得采样频率大大降低。针对主成分分析过程中视频信号的协方差矩阵较大造成数据溢出问题，提出了基于GHA的视频压缩算法，利用压缩感知的测量矩阵的大小确定算法的稀疏度，即主成分的数量，解决了计算巨大的完整协方差矩阵的问题并提高了系统效率。其次，对视频编码技术中的运动估计算法运行研究与改进。本文以H.264标准作为研究平台，对该标准的编解码框架及关键技术进行深入的分析研究。针对编码器中最重要的运动估计算法，通过对典型块匹

7、配算法的优缺点分析，提出改进的自适应十字模板搜索法（IARPS），针对搜索起始点不够精确的问题，采用空间与时间相邻块结合作为宏块预测的初始参考，并采用变步长的搜索方法。而在搜索模板上，摒弃传统类圆式模板更精确的想法，依据统计数据，确定以十字搜索为基础的模板，减少搜索量，增大搜索精度，从而减少了运动估计算法的搜索点数，提高了搜索效率，也就相当于提高了编码效率。接着，开展了流媒体的OFDM传输系统研究。针对无线网络多径效应引起的频率选择性衰落，使接收信号出现码间干扰造成的通信性能下降问题，建立了基于正交频分复用技术（OFDM）的传输系统，解决频率选择性衰落的同时，提