Codificación de video: mejor tolerancia a la pérdida de paquetes

Codificación de video - Mejor tolerancia a la pérdida de paquetes

El flujo de video actual H.264 (no jerárquico) es muy maduro en términos de compresión de datos, y todos los métodos aprendidos de los libros se utilizan al comprimir datos. Uno de los más importantes es enviar incrementos. información. Si un cuadro de imagen de video solo cambia ligeramente en función del cuadro anterior, entonces al transmitir la imagen del cuadro, no es necesario transmitir la información que no se ha cambiado. El códec solo transmitirá la información incremental e informará al receptor: "Estos píxeles han realizado dichos cambios, mientras que los otros píxeles permanecen intactos". De esta forma, la información a transmitir es mucho menor que la información transmitida por la imagen del cuadro completo, de modo que el efecto de compresión se mejora mucho.

Sin embargo, cuando la red tiene pérdida de paquetes, se resaltará la desventaja de este método de transmisión de información incremental. Una vez que se pierde un paquete, el extremo receptor no puede obtener la información de cambio más reciente del marco de la imagen de video, por lo que la imagen de video tendrá un ligero error. Cuando se llega al siguiente paquete, la imagen en sí misma se basa en la información incorrecta, por lo que la calidad de la imagen es aún peor. En respuesta a este problema, el códec actual emplea un método para transmitir información completa de cuadros de imágenes de vez en cuando. Una vez que ocurre la pérdida de un paquete, el receptor puede solicitar la actualización de un cuadro completo de la imagen para acelerar el proceso de recorte. Sin embargo, esto causará un retraso en toda la red, más el tiempo de procesamiento interno del códec, el resultado es evidente.

También hay algunos proveedores que usan algoritmos de corrección de errores (FEC) para resolver este problema. FEC es un tipo de algoritmo de codificación de bloques que mejora la precisión creando información redundante y transmitiendo la información redundante junto con la secuencia de paquetes original. Esta información redundante puede ayudar a reconstruir los paquetes perdidos en la red, siempre que la información correcta y la información redundante sean suficientes. Este método suena bien, pero por supuesto cuesta un poco. Como el códec también necesita enviar información redundante, los requisitos de ancho de banda para la red aumentan en consecuencia. Algunos códecs garantizan un ancho de banda de transmisión sostenido (video más sobrecarga de FEC) al sacrificar el ancho de banda asignado al video. Obviamente, esto reducirá la calidad de la transmisión de video. Además, en el algoritmo FEC, antes de que se transmita el código FEC, se debe crear un paquete de datos y se debe calcular el código FEC. En el extremo receptor, es necesario recopilar un paquete de datos e información redundante para reconstruir el paquete de datos perdido, lo que inevitablemente aumenta el retraso. El aumento en la demora reducirá la interactividad de la comunicación de video y aumentará la dificultad de la conversación bidireccional.

Entonces, ¿qué puede SVC resolver este problema? Sabemos que SVC crea imágenes de video a través de una capa base y una o más capas de mejora, que se transportan en diferentes paquetes de datos en la red, el impacto de la pérdida de los paquetes de datos de la capa base y el resultado de la codificación no jerárquica. Es consistente, pero el impacto de la pérdida del paquete de capa de mejora es mucho menor. Debido a que la capa de mejora se basa en la capa base en lugar de en la imagen de marco frontal, la pérdida de paquetes de la capa de mejora solo causa una nitidez temporal y la degradación de la velocidad de fotogramas sin afectar la arquitectura básica de la imagen de video.

El código FEC puede proteger la información de la capa base del flujo de video SVC de la misma manera que la codificación no jerárquica. En la comunicación de video SVC con requisitos de resolución más bajos, el uso de códigos FEC también tiene las limitaciones, la sobrecarga y los problemas de retardo de la codificación no jerárquica de bajo ancho de banda. En los requisitos de mayor ancho de banda, la diferencia entre las técnicas de codificación de video por niveles y no por capas es muy obvia. Esto se debe a que solo hay gastos generales en la capa base, pero no en la capa de mejora. Por ejemplo, si el código FEC agrega un 20% de sobrecarga, y la capa base solo ocupa el 25% del ancho de banda de toda la comunicación de video, es decir, en la codificación de video en capas, el código FEC solo ocupa el 5% de la comunicación de video. video comunicación completa. Ancho de banda, mientras que los códigos FEC ocupan el 20% del ancho de banda total en la codificación de video no lavable.

Por lo tanto, las ventajas de la tecnología de codificación de capas de video aquí se reflejan en la combinación de la arquitectura de flujo de video en capas y la protección FEC de capa base. Para llamadas de bajo ancho de banda, los efectos logrados por la codificación de video en capas y la codificación de video sin capas son similares. Sin embargo, en las llamadas de alto ancho de banda, la codificación de video en capas puede proporcionar video de mayor calidad en una red que es fácil de soltar paquetes y requiere menos protección que la codificación de video no configurable.