基于视觉感知的多用户无线视频传输方法研究

随着我国第三代无线通信系统的投入运营和第四代无线通信系统标准的加速研发，如何在无线宽带网络中高质量的进行视频传输成为一项迫切需要解决的问题。传统的视频传输方法大都以提高接收图像的峰值信噪比为目标，并没有考虑人类视觉系统对视频的感知质量；但是，终端用户的主观感受才是视频传输系统设计的核心与归宿。本课题拟以提高视频对人类视觉感知质量为目标，建立统一的多用户无线视频传输系统框架，结合人类视觉感知特性、视频内容信息和无线网络特征三个层面，研究多用户无线视频传输算法，并提出适合实时业务需求的低复杂度的算法求解方案。同时，开发一套支持多用户实时视频流的无线传输仿真平台，对所提算法从主观感受和客观数据两方面进行性能评价。

本项目研究是视觉质量驱动的无线视频传输方法。利用人眼对视频内容关注的特性，提出一种基于会话视频感兴趣区域传输的错误抵抗算法。建立一种低复杂度的感兴趣区域分割算法，基于所提分割算法，对感兴趣区域进行长期参考帧预测编码，从而达到提高感兴趣区域的视频传输质量的目标．所提方法具有低复杂度的特点，能够满足会话视频的实时性要求，并且易于移植入H.264/AVC编码器．仿真结果证明了算法的鲁棒性和编码有效性；针对上层包调度需求与下层无线资源分配失配的问题，提出了一种OFDMA系统中向多用户传输已编码码流的最优资源分配方案。通过最优化的子载波分配和功率分配设计，使该方案能够满足上层包调度的需求。该方案的目标是提高所有用户的视频质量。针对视频调度与无线资源分配不能协作共同优化端到端的视频质量的问题，提出联合视频包调度和无线资源分配的方案，建立近最优和低复杂度的次优算法，以获得端到端的视觉质量的提升。提出的基于QoS保障的功率分配方案，以保障认知用户的统计时延QoS为目标，根据当前认知网络的信道条件、主用户干扰和QoS需求，动态调整认知用户的传输功率，从而最大化认知用户的平均吞吐量。