[发明专利]一种联合端系统和中继节点网络编码的鲁棒视频传输方法

说明书

技术领域

本发明将随机线性网络编码技术应用于可伸缩视频传输的不平等保护，通过在端系统和中继节点设计合理的网络编码策略，以解决网络丢包对视频传输带来的不利影响，从而提高视频传输的可靠性和效率。

背景技术

随着网络技术的发展，一方面，网络上的视频应用越来越受到人们的喜爱和关注，而另一方面，大多数网络却工作在丢包环境，且没有服务质量保证；而视频传输的一个关键问题是需要将视频服务质量维持在一个可以接受的级别，因此，如何在不可靠的网络上提供可靠、高效以及具有伸缩性的实时视频流传输，意义重大且面临诸多挑战。

对于实时视频流传输，传统基于重传的ARQ方法不是一个切实可行的方案，一方面由于重传需要额外的时间开销，不能满足实时需要；另一面，如果采用ARQ方法，在视频多播通信中会引起反馈风暴问题。利用网络编码(Network Coding，NC)技术可以有效地避免以上问题，缩减重发的数据包数目，提高网络链路带宽利用率、降低网络延迟、提高网络吞吐量。在端系统通过网络编码添加冗余的方法可以解决视频传输的可靠性问题；中继节点通过随机线性网络编码来提高视频传输的抗差错性能和网络带宽利用率，可以解决视频传输的效率问题。申请人经过查新，未检索本发明相关的专利。但是找到相似的几篇文献，分别是：

[1]Thomos N,Frossard P.Raptor network video coding[C],Proceedings of the International workshop on mobile video,2007:19-24.

[2]Thomos N,Frossard P.Network coding of rateless video in streaming overlays[J].IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology,2010,20(12):1834-1847.

[3]Fujimura A,Oh SY,Gerla M.Network coding vs.erasure coding:reliable multicast in ad hoc networks[C].IEEE Military Communications Conference(MILCOM),2008:1-7.

[4]Wang H,Kuo CCJ,Robust video multicast with joint network coding and AL-FEC[C].IEEE International Symposium on Circuits and Systems,Seattle:IEEE,2008:2062-2065.

[5]Matsuda T and Takine T.Multicast communications with reed solomon/network joint coding in wireless multihop networks[J].Journal of Communications,2009,4(11):856-864.

目前，针对联合端系统和中继节点的编码来提供可靠、高效的视频传输的理论和实践方面，国内外关注的重点不同。到目前为止，大多数对端系统和中继节点的联合编码的研究只是一个简单的叠加过程。文献[1][2]对联合端系统前向纠错码(Packet Level Forward Error Control，PL_FEC)和中继节点网络编码的视频传输方案与只在端系统或中继节点编码的方案进行比较，证明了联合端系统和中继节点编码的方案性能更优，但没有考虑端系统PL_FEC和中继节点网络编码的相互干扰，只是对两种编码简单叠加后的性能进行比较。文献[3][4][5]针对网络编码和应用层FEC应用到视频多播通信中的联合设计方法进行探索，将FEC和网络编码分别实现在端系统和中继节点，接收端根据由RS编码的校验矩阵和线性网络编码解码矩阵两次解码完成对源视频的恢复，提高了视频传输的可靠性，但没有考虑编码的复杂度、优化、变化的服务质量等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种联合端系统和中继节点网络编码的鲁棒视频传输方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。

第一步：发送端按视频质量失真模型优化求解出冗余分配方案，然后按照冗余分配方案对可伸缩视频流排序、建立可伸缩视频流交织打包格式、构造编码包并生成冗余包，然后将编码包和冗余包发送到网络上；