روشی جدید برای مقاوم سازی و اختفای خطا در ارسال تصاویر متحرک فشرده شده در محیطهای مستعد خطا

در مخابرات چند رسانه ای سیار، ارسال داده های ویدئو روی کانالهای مستعد خطا با پهنای باند کم نظیر کانالهای بی سیم، فشرده سازی داده ها امری لازم و ضروری است. از میان استانداردهای زیادی که برای فشرده سازی تصاویر متحرک ارائه شده است، استاندارد mpeg-4 برای کانالهای بی سیم مناسبتر می باشد. در این حالت، حساسیت داده های فشرده شده نسبت به خطاهای کانال بیشتر شده و احتمال تخریب این داده ها با خطاهای کانال افزایش می یابد. به منظور مقاوم سازی رشته بیت فشرده شده نسبت به خطاهای کانال، چندین ابزار مقاوم سازی خطا به استاندارد mpeg-4 اضافه شده است. به هر حال، این ابزارها برای کانالهای مستعد خطا که نرخ خطا در آنها بالا است، کافی نبوده و کدبندی کانال ضروری است. اخیرا" خیلی از پژوهشگران روی کدبندی کانال برای ارسال ویدئوی mpeg-4 روی کانالهای بی سیم متمرکز شده و روشهای زیادی پیشنهاد شده است. عمومی ترین شیوه ارائه شده، روش حفاظت خطای نابرابر (uep) می باشد که می تواند بخشهای مختلف در یک بسته ویدئوی mpeg-4 را با نرخهای متفاوت کدگذاری کانال حفاظت نماید. به هر حال، این روش به دلیل ضعف عملکرد آن در این کاربرد به قدر کافی قدرتمند نمی باشد. در این پروژه یک روش حفاظت خطای نابرابر اصلاح شده برپایه محتوای صحنه ویدئو با دو ایده متفاوت، یکی بر اساس تعداد بیتهای مورد نیاز برای کد کردن بردارهای حرکت در فریمهای نوع p و دیگری بر اساس اطلاعات متقابل بین دو فریم متوالی ویدئو پیشنهاد می شود. نتایج حاصل از پیاده سازی نشان می دهد که علاوه بر بهبود کیفیت ویدئوی دریافتی، میانگین حداکثر نسبت سیگنال به نویز (psnr) برای روشهای پیشنهادی به ترتیب حدود 1/5و 2/5دسیبل نسبت به روش uep سنتی افزایش دارد.از طرف دیگر، اختفای خطا یک روش مهم برای بازیابی اطلاعات از دست رفته و یا آسیب دیده در ارسال ویدئو روی شبکه های مستعد خطا می باشد. در این پروژه همچنین یک شیوه جدید برای تخمین بردارهای حرکت آسیب دیده با استفاده از شبکه های عصبی پیشنهاد می گردد. روش پیشنهادی بطور پویا بر اساس اندازه بردارهای حرکت، از پیش بینی کننده شبکه عصبی و روش bma برای تخمین بردارهای حرکت استفاده می کند. روش پیشنهادی به دلیل بکارگیری شبکه های عصبی قادر است عدم کارآیی روشهای متداول برای نواحی ویدئو با حرکات بالا و همبستگی مکانی کم برطرف نماید. پیچیدگی محاسبات در روش پیشنهادی به مقدار کمی (حدود 1/5میلی ثانیه به ازای هر ماکروبلاک) از روش bma بیشتر است. نتایج حاصل از پیاده سازی نشان می دهد که علاوه بر بهبود کیفیت ویدئوی دریافتی در روش پیشنهادی، میانگین psnr حدود 0/54 دسیبل نسبت به روش bma افزایش یافته است.