Алгоритмы и программные средства помехоустойчивого кодирования мультимедиа потоков в компьютерных сетях

• Автор: Шинкаренко, Константин Всеволодович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Содержание
Введение.
1. Проблемы помехоустойчивого кодирования мультимедиа данных в системах . цифрового телевещания

1.1. Задача помехоустойчивого кодирования.

1.2. Цифровое телевидение история развития и современное состояние

1.3. Обзор литературных источников

1.4. Принципы компрессии и структура потока цифровых мультимедиа

данных

1.4.1. Принципы компрессии видео.

1.4.2. Стандарт видео компрессии Н.4.

1.4.3. Принципы компрессии аудио.

1.4.4. Транспортный поток 2.
1.5. Современные подходы к реализации систем V.
1.5.1. Протоколы
1.5.2. Протокол
1.6. Классификация и характеристики помехоустойчивых кодов, применяемых в ЦТВ
1.6.1. Блоковые коды.
1.6.2. Сверточные коды.
1.6.3. Турбокоды
1.7. Критерии оценки эффективности помехоустойчивого кодирования в
системах IV.
Выводы по главе 1.
2. Стирающие коды и возможности их применения в системах 1V.
2.1. Понятие стирания. Модели стирающего канала.
2.1.1. Модель двоичного стирающего канала
2.1.2. Модель Гилберта для стирающего канала.
2.1.3. Модель канала с независимыми случайными стираниями
2.2. Стирающие коды Лаби Трансформ ЛТ. Алгоритм кодирования.
2.2.1. Алгоритм декодирования кодов ЛТ.
2.2.2. Идеальное распределение вероятности для степеней кодовых символов
2.2.3. Робастное распределение вероятности для степеней кодовых символов
2.3. Оценка вероятности восстановления пакетов при использовании ЛТ
2.4. Анализ возможностей применения кодов ЛТ в 1РТУ. Экспериментальная
реализация кодов ЛТ
2.5. Систематические стирающие коды ССК.
Выводы по главе 2
3. Разработка стирающих кодов для систем потокового цифрового телевещания по сетям 1Р.
3.1. Неслучайные стирающие коды НССК. Алгоритм кодирования
3.1.1. Задание кода НССК с помощью порождающих матриц
3.2. Экспериментальные результаты моделирования работы НССК
3.3. Аспекты практического применения НССК в системах 1РТУ.
3.3.1. Ранжирование пакетов в транспортном потоке МРЕС2.
3.3.2. Восстановление исходного порядка пакетов при кодировании НССК транспортного потока МРЕС2
3.4. Оценка вычислительной сложности алгоритмов кодирования и декодирования ЛТ и НССК
Выводы по главе 3
Заключение.
Литература


Программа позволяет оценивать влияние кодовых параметров на эффективность восстановления пакетов стирающими кодами, моделировать каналы с различными условиями передачи (соотношением потерь пакетов), подбирать оптимальные сочетания кодовых параметров для заданных условий передачи и ограничений на длину исходной информационной последовательности. Преимуществами предлагаемой архитектуры являются совместимость с существующими программно-аппаратными компонентами систем 1РТУ (компрессорами, мультиплексорами), а также протоколами стека 1Р. Реализован программный мультиплексор транспортного потока МРЕО-2 в виде гесИоу фильтра для объединения и синхронизации цифровых видео и аудио потоков в соответствии со стандартом №0 8-1. Мультиплексор осуществляет анализ структуры мультимедиа потоков и ранжирование транспортных пакетов, для дальнейшей передачи этой информации кодеру НССК. Мультиплексор пригоден для использования в профессиональных системах цифрового телевещания (1РТУ, РУВ) в режиме реального времени. Предложенный способ определения степеней кодовых символов в зависимости от уровня потерь пакетов в сети 1Р и допустимого избытка кодовых пакетов повышает эффективность восстановления от потерь. Стирающий помехоустойчивый код IICCK с детерминированной алгоритмической структурой обеспечивает эффективное восстановление пакетов в случае потерь при передаче, в том числе на коротких информационных последовательностях. Код НССК обладает более высокой эффективностью восстановления пакетов в случае потерь по сравнению с известными аналогами. НССК является корректирующим помехоустойчивым кодом и позволяет восстанавливать потерянные при передаче пакеты на приемнике без использования канала обратной связи. Разработанная технология применения стирающих кодов в системах IPTV уменьшает количество потерь пакетов мультимедиа данных. В случае, если исправление всех потерь невозможно, данная технология позволяет уменьшить влияние потерь на аудиовизуальное качество восприятия телепрограмм за счет ранжирования пакетов потока цифровых мультимедиа данных по приоритетам. Программный мультиплексор транспортного потока MPEG-2, разработанный и реализованный в рамках данной диссертационной работы, внедрен и используется в качестве коммерческого продукта «MainConcept MPEG Multiplexer» компанией MainConcept GmbTT, что подтверждается актом о внедрении. С докладом на тему «Стирающие помехоустойчивые коды для коррекции ошибок в системах цифрового телевещания» автор занял 1-е место в номинации «За научные результаты, обладающие существенной новизной и среднесрочной (до 5-7 лет) перспективой их эффективной коммерциализации» в рамках Программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» (У. М.Н. И.К. Апробация работы. Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия 'ГУСУР -», - Томск, . XLITI Международная научная студенческая конференция «Студент и научно-технический прогресс», Новосибирский государственный университет (НГУ), . Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР — », - Томск, . Электронные системы и средства управления», - Томск, . IEEE Workshop on «Design and Diagnostics of Electronic Circuits and Systems» (DDECS’), Bratislava, Slovak Republic, . Международный симпозиум IEEE «Разработка и диагностика электронных устройств и систем», - Братислава, Словакия, . Всероссийская межвузовская конференция «Микроэлектроника и информатика-», - Московский институт электронной техники (МИЭТ), Москва. Доклад отмечен дипломом 1-й степени. Научно-практическая конференция «Электронные системы и средства управления», - Томск, ТУСУР, . Доклад занял 1-е место в рамках Программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» (У. М.Н. И.К. Публикации. По томе исследования автором опубликованы работ, в том числе 3 статьи в научных периодических журналах, из них 1 в журналах перечня ВАК [6], 2 работы опубликована в зарубежных изданиях, в том числе одна в сборнике докладов международного симпозиумов IEEE [9], 6 докладов опубликованы в материалах научных конференций и семинаров. Программа Erasuresimulator зарегистрирована в Отраслевом фонде алгоритмов и программ (ОФАП). Шинкаренко К.