오류 강인 비디오 전송을 위한 소스-채널 결합 부호화의 실용적인 부호율 결정 기법
A Practical Code-rate Decision Scheme of Joint Source-channel Coding for Error-resilient Video Transmission
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초록
소스-채널 결합 부호화는 채널에서 발생하는 패킷 손실에 대비하기 위해서 주어진 채널 대역폭을 소스 부호화와 채널 부호화에 적당히 분배하여 패킷 손실에 대한 강인성을 증대시키는 기법이다. 본 논문에서는 소스-채널 결합 부호화의 효용성을 극대화할 수 있는 부호율을 효과적으로 결정하는 기법을 제안한다. 먼저 서로 다른 부호율 적용에 의해얻어지는 재생영상의 PSNR 값의 차이와 잔여 패킷 손실(residual packet loss) 확률간에 근사적으로 선형적인 비례관계가 있음을 발견하고 이러한 선형적 관계를 이용하여 채널의 주어진 패킷 손실률에 최적으로 대응할 수 있는 최적화에 근접한 부호율을 결정한다. 다양한 실험을 통해 제안된 기법에 의해 결정된 부호율이 이상적인 방법으로 결정된최적의 부호율과 매우 유사함을 실증적으로 증명한다. 또한 랜덤 패킷 손실 환경에서의 비디오 전송실험을 통해 이상적인 부호율 결정 기법에 근접하는 비디오 화질(PSNR 측면)을 제공할 수 있음을 검증한다.
Abstract
Joint Source-Channel Coding (JSCC) is the process to enhance the error resiliency to potential packet losses in channel by appropriately distributing the total given bandwidth to the source and channel code-rates. In this paper, we propose a new code-rate decision scheme that maximizes the efficiency of the JSCC. Firstly, we observe an approximate linear relationship between the PSNR differences of the reconstructed images encoded with various code-rates for JSCC and the residual packet loss probability. Based on the approximate linear relationship, we decide the near-optimal code-rates that can overcome the given packet loss ratio of the channel. By extensive simulations, we confirm that the code-rate determined by the proposed method is very similar to that determined by the ideal method that can provide optimized code-rate. Furthermore, by the simulation of video transmission over a random packet-loss prone channel, we prove that the proposed method provides similar performance with the ideal method in terms of visual quality measured in PSNR.
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