Efficient Error Protection for Image and Video Transmission over Noisy Channels

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CHARFI, Youssef, 2004. Efficient Error Protection for Image and Video Transmission over Noisy Channels

@phdthesis{Charfi2004Effic-6379, title={Efficient Error Protection for Image and Video Transmission over Noisy Channels}, year={2004}, author={Charfi, Youssef}, address={Konstanz}, school={Universität Konstanz} }

deposit-license application/pdf Charfi, Youssef 2011-03-24T16:12:20Z 2004 2011-03-24T16:12:20Z Effizienter Fehlerschutz fur Bild- und Videoübertragung in gestörten Kanälen Efficient Error Protection for Image and Video Transmission over Noisy Channels eng Charfi, Youssef Diese Dissertation befasst sich mit der gemeinsamen Quell- und Kanalcodierung<br />für effiziente Bild- und Videodaten Übertragung in gestörten Kanälen.<br /><br />Zuerst schlagen wir ein gemeinsames Quell- und Kanalcodierungssystem für<br />Fraktale Bildkompression vor. Das System teilt die verfügbare Übertragungsbitrate<br />zwischen dem Quell- und dem Kanalcodiern mit Hilfe eines<br />Lagrange-Multipli-kator-Optimierungsverfahrens mit ungleichmäßigen Fehlerschutz auf. Die<br />Simulationsergebnisse zeigen, dass unser System vorherige Arbeiten in diesem Feld<br />übertrifft, die nur eine Codierung mit einem fraktalen Code mit einer festgelegten Länge<br />verwenden.<br /><br />Zweitens diskutieren wir unsere Ergebnisse unter Beachtung des Echtzeitaspek-ts von<br />neuen auftauchenden Systemen für den Schutz von eingebetteten Wavelet-Bitstreams<br />gegen Bitfehler und Paketverlust. Kürzlich vorgeschlagene Algorithmen für die<br />Distortion-Rate-Optimierung von Zuweisungen einer Kanalcodierungsrate zu<br />verschiedenen Teilen des komprimierten Bitstreams sind zu vielen<br />Echtzeitanwendungen nicht angepasst, da sie die Distortion-Rate-Funktion<br />des Quellcodierers erfordern, die zeitaufwendig berechnet werden muß.<br />Wir schlagen die Benutzung parametrischer Modelle anstatt der wahren<br />Distortion-Rate-Kurven vor. Wir schlagen weiter ein Weibull Modell<br />der Distortion-Rate-Kurve vor und zeigen seine Überlegenheit gegenüber den<br />vorherigen Modellen für Echtzeitanwendungen. Das Weibull Modell wird in zwei<br />wichtigen gemeinsamen Quell-Kanal-Codierungsanwendungen verwendet:<br />Ungleichmäßiger Fehlerschutz für die Übertragung eingebetteter Bild- und<br />Video-Bitstreams über binäre symmetrische Kanäle, und ungleichmäßiger<br />Paketverlustschutz für die Übertragung über Paketv-erlust-Kanäle. Umfangreiche<br />Simulationen zeigen, dass bei Benutzung unseres parametrischen Modells anstatt der<br />wahren betrieblichen Distortion-Rate-Funktion, ähnliche erwartete Verzerrung<br />erreicht wird, während zusätzlich die Echtzeiteinschränkung befriedigt wird.<br /><br /><br /><br />Der dritte Abschnitt dieses Studiums diskutiert die Distortion-Rate-Optimieru-ng des<br />progressiven Fehlerschutzes von eingebetteten Codes. Dies ist von äußerster<br />Wichtigkeit bei progressiver Übertragung, wo die Rekonstruktionsqualität nicht nur an<br />der Zielübertragungsrate sondern auch an den dazwischenliegenden Raten wichtig<br />ist. Systeme werden berücksichtigt, die nachfolgende Blöcke von eingebetteten<br />Bitstreams nehmen, und sie in eine Reihenfolge von Kanalcodeworten unter verwendung<br />von Fehlererkennungs- und Korrekturcodes umstellen. Wir schlagen<br />einen Echtzeitalgorithmus vor, der eine Fehlerschutzstrategie sucht, die die<br />durchschnittliche erwartete Verzerrung über mehrere Übertragungsraten minimiert.<br />Experimentelle Ergebnisse für einer binären symmetrischen Kanal zeigen, dass<br />unsere Annäherung im Vergleich zu momentan bekannten Lösungen wirksamere<br />Ergebnisse erreicht wenn sowohl Rekonstruktionsqualität als auch Zeitkomplexität<br />berücksichtigt werden.<br />Beim Vergleich zur Lösung, die die Ende-zu-Ende-Leistung des<br />Systems optimiert, hat das vorgeschlagene Schema eine etwas geringere Leistung bei<br />der Zielübertragungsrate und eine bessere Leistung bei den meisten der<br />dazwischenliegenden Raten, besonders bei den niedrigsten.<br /><br />Schließlich schlagen wir ein Paketverlustschutz-System für Video Streaming über<br />das Internet vor. Unser System ist besonders geeignet für Video-Bitstreams, die<br />aus einer nicht-skalierbaren Basisschicht und einer eingebetteten<br />Anreicheru-ngsschicht zusammengesetzt sind, wie zum Beispiel der MPEG4-FGS<br />Bitstream. Wenn eingebettete Bitstreams benutzt werden, nehmen wir an, dass eine<br />Mindest-Rekonstruktionsqualität garantiert werden muß, daher behandeln wir einen ersten<br />Teil des Bitstreams als die Basisschicht, die vollständig decodiert werden sollte, um<br />die erforderliche minimale Videoqualität zu erhalten. Das vorgeschlagene System<br />versorgt die Basisschicht mit dem stärkst möglichen Schutz unter Verwendung<br />eines hybriden ARQ-Schemas und die Anreicherungsschicht mit ungleichmäßigem<br />Paketverlustschutz. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass unser System eine<br />bedeutend verbesserte Leistung gegenüber dem allgemein verwendeten<br />Prioritätscodierungs-Übertragungssystem liefert.

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