摘要：隨著第三代數字無線行動通訊網路以及多媒體資訊服務的迅猛發展，3G視訊通訊的高可用性已成為業界關注的一個新的焦點。作為一個新型的通訊技術，3G視訊通訊有很多新的特點，所有這些新的特點對傳統容錯技術帶來新的挑戰。H.264／AVC視訊編碼標準本身提供了許多容錯工具，可以很好的解決易差錯通道的視訊容錯傳輸。本文以如何提高3G視訊通訊的可用性為目標，對3G視訊通訊中關鍵的容錯技術(包括錯誤隱藏技術，Slice結構及引數集等)的應用進行了初步探討。
關鍵詞：3G 視訊通訊 H.264/AVC 容錯技術
0 引言
傳統的視訊編碼標準都是圍繞位元流的概念組織的。實際上用於傳送數字視訊的大多數網路體系結構並不適合直接傳輸位元流。在許多網路體系結構中，位元流需要拆分為資料分組。這些分組的特性，如最小/最大尺寸、相關開銷和差錯屬性等在網路體系結構間、甚至在某個給定的網路體系結構內也是很不相同的。假如視訊編碼器自身能和網路特性很好的匹配，將能夠獲得更好的視訊QoS。問題是如何容錯地支援易差錯的無線行動網路？為了解決無線移動通道視訊的容錯傳輸，我們將採用如前向糾錯編碼及支援差錯復原的視訊壓縮編碼技術來解決。H.264編解碼器可以很好的解決易差錯通道的視訊容錯傳輸。在3GPP/3GPP2的傳輸環境下通過選擇適當的條帶長度使H.264編解碼器和無線移動通道的網路特性得到很好的匹配，實現無線移動通道視訊的容錯傳輸。H.264標準適用於無線網路傳輸的主要原因之一就是在概念上分為兩層:視訊編碼層VCL(Video Coding Layer)和網路抽象層NAL(Net work Abstraction Layer)，其中VCL負責高效的視訊內容表示，它被設計成儘可能獨立的網路，NAL負責對編碼資訊進行打包封裝並通過指定網路進行傳輸。H.264中還定義了兩種新的幀編碼型別，即SP幀和SI幀來完成不同流的切換，可以根據傳輸網路和使用者終端的具體情況自適應地在不同位元速率的視訊流之間切換，這大大改善了視訊流對3G網路的適應性。
1 3G視訊通訊中容錯技術的應用
3G通訊技術的出現使對話式無線視訊業務成為可能，雖然3G網路在移動環境下的頻寬可達384kbps，在靜止環境下的頻寬可以達到2Mbps，但是由於通道衰減、建築物遮擋、終端移動、多使用者干涉等原因影響，使得通道是時變且高誤碼的，因此，在3G網路上傳輸視訊流時，僅僅追求高的壓縮效率是不夠的，必須有一定的容錯和錯誤掩蓋措施。最新的3GPP/3GPP2標準要求3G終端支援H.264/AVC視訊編解碼技術，同時由於硬體的限制，3G終端只支援部分H.264/AVC的容錯工具。H.264中雖然提供了一些容錯工具，但是它們有各自不同的用途和目的，即在不同的場合需要選擇不同的組合來使用。
1.1 錯誤隱藏技術 由於錯誤隱藏技術能夠利用接收到的資料來恢復丟失的資料，因此一般都應用在解碼器端。在無線網路環境中，解碼器的這種能力尤其重要，因為無線網路環境中誤位元速率高，很多RTP包在傳輸中被閘道器或者路由器丟棄，而這些丟失的資料又必須在解碼器端根據空間和時間上的相關性來恢復。錯誤隱藏技術的實現方法也很多，在JVT參考軟體中，就使用了一種空間相關性的方法，即使用被丟失巨集塊周圍的4個巨集塊來恢復被丟失的資料，其選用的標準是使恢復後邊緣資料的SAD(sum ofabsolute difference)差最小。這種方法的效果雖不是最好，但是計算簡單有效。
1.2 2Slice結構 為了滿足MTU大小的要求，在3G網路視訊傳輸中對視訊進行分片壓縮顯得尤其重要。經過分片壓縮後的視訊中每個RTP包中包含一個片，一般每個slice中包含一個或者幾個巨集塊，並以RTP包的大小滿足MTU的要求為準。
1.3 幀內編碼塊重新整理 由於幀內編碼不依賴時間上相鄰幀的資料，所以幀內編碼塊能有效地阻止由於包丟失甚至幀丟失而引起的錯誤傳播。對於對話式視訊業務來說，由於實時性要求高，而且I幀重新整理的頻率較低，因此可以用幀內編碼塊來部分代替I幀的作用。H.264／AVC提供了兩種幀內編碼塊重新整理(intrablockrefreshing)模式；其中，一種是隨機模式，即使用者可以選擇幀內編碼塊的數目，而由編碼器隨機決定哪些哪些位置上的巨集塊實行幀內編碼；另一種是行重新整理模式，即編碼器在影象中依次選擇一行進行幀內編碼，但影象解析度大小不同，每次需要幀內編碼塊的數目也不同，例如在QCIF格式影象中，每次需要選擇一行，即11個巨集塊進行幀內編碼，而在CIF格式影象中，這個數字變成22。