一种视频信号调制中的非平等保护方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于数字模拟混合调制领域，特别是涉及一种视频信号调制中的非平等保 护方法。
【背景技术】：
[0002] 数字模拟混合调制是一种用于视频信号无线传输的技术，该技术把视频信号分成 模拟信号和数字信号两个部分，分别进行模拟调制和数字调制后，并将调制后的信号叠加 在一起用于无线传输。
[0003] 现有数字模拟混合调制过程为：首先使用视频压缩标准（如H. 264或MPEG-4)对 原始的视频序列进行视频压缩，压缩后的数据是数字编码部分；然后将解压缩的视频数据 和原始的视频数据求残差，对残差数据进行DCT变换，变换后的DCT系数是模拟编码部分。
[0004] 数字信号部分使用BPSK调制技术进行数字调制。模拟信号的调制包括2个步骤： 信号缩放和I/Q正交调制。信号缩放是指把每一个DCT信号乘以一个缩放因子。I/Q正交 调制是指将一对DCT信号直接映射到同相I分量和正交Q分量。接着把数字调制后的信号 和模拟调制后的信号叠加到一起，最后使用0FDM正交频分复用技术传输混合后的信号。
[0005] 现有的数字模拟混合调制方式有两个明显的不足：1是视频信号进过DCT变换后，DCT系数的重要性是不同的。由于人眼的特性，DCT系数中的低频信号比较重要，对恢复视 频质量的影响较大。而数字模拟混合调制中没有对DCT信号的重要性加以区分。2是调制 信号是数字部分和模拟部分的叠加，因此数字部分和模拟部分之间存在干扰，在限制发射 功率的条件下会导致数字部分误码率的增加。
【发明内容】
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[0006] 本发明克服现有技术存在的不足，解决了现有数字模拟混合调制过程中没有对DCT系数重要性进行区分，导致模拟信号失真大、数字信号误码率高的问题，旨在提供一种 失真少、误码率低且能够有效抑制模拟信号和数字信号相互干扰的视频信号调制中的非平 等保护方法。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种视频信号调制中的非平等 保护方法，按照以下步骤进行：
[0008] 步骤1)原始视频序列使用数字视频压缩标准进行编码，构成视频的数字编码部 分，然后对该数字编码部分进行解码，获得重构视频序列，原始视频序列与重构视频序列求 差，获得残差视频序列，对残差视频序列进行DCT变换，变换后的DCT系数构成视频的模拟 编码部分；
[0009] 步骤2)视频的模拟编码部分也就是残差视频序列的DCT系数，将一帧的DCT系数 分成M个子块，每个子块包含N个DCT系数值，设Xl (j)表示第i个子块的第j个DCT系数 值，计算每个子块中DCT系数的均值和方差，记为卜和Ai。设yi(j)表示Xi(j)去掉均值 后的信号，即yi(j) =Xl(j)-y1;
[0010] 将这些DCT子块分成重要和非重要的两个部分，对M个DCT子块进行排序，其中 前半部另
是重要的DCT系数，而后半部分
t是非重要的〇(^系 数；
[0011] 步骤4)对去均值后的模拟信号yi乘以两个缩放因子，SP
其中缩放因子^的取值和DCT系数的重要性无关，其计算公式是
其中P是 信号总功率，是一个给定的常数；
[0012] 缩放因子aJPa2与系数的重要性有关，在发射功率一定的条件下，将重 要的系数幅值增大，非重要的系数幅值减小，这样在接收端重要的系数失真较小，而 非重要的系数失真较大，其中系数a:和a2其计算公式是
，其中^是噪声与信号的功率比值，是一个给定的常数； P
[0013] 步骤5)调制信号可以表示为I分量和/或Q分量，I/Q分量相互正交，将视频信号 的数字编码部分使用数字调制技术调制到I分量，记为矢量Zd，将模拟信号部分的重要DCT .M 系数映射到9分量，记为矢量231，且|41| = |2/，卜/ =12，~%了；非重要0(71'系数映射到1分量，记 为矢量za2，且H，最后的调制信号是z=zd+zal+za2。
[0014] 优选的是，步骤3)中的排序方式为：根据、对这些子块进行降序排列，其中前半 部分:G' = 1，2,...，警}是重要的DCT系数，而后半部分（，=爷+ )是非重要的DCT系数。
[0015] 优选的是，步骤3)中的排序方式为：对M个DCT子块进行Z字扫描，按Z字扫描的 方向进行排序，其中前半部分（〖=1，2,…，|)是重要的DCT系数，而后半部分（『=| + 1，一，*〇 是非重要的DCT系数。
[0016] 优选的是，所述步骤1)中使用的数字视频压缩标准为H. 264,或为MPEG-4。
[0017] 优选的是，所述步骤5)中的数字调制技术为BPSK。
[0018] 本发明与现有技术相比具有以下有益效果。本发明通过将视频信号的DCT系数 区分为重要和非重要两个部分，针对重要系数和非重要系数乘以不同的缩放因子，实现对 信号的非平等保护，可以更好的保留重要系数，重要系数失真较小，而非重要的系数失真较 大。
[0019] 调制信号可以表不为I分量和/或Q分量，I/Q分量相互正交，视频信号的数字编 码部分使用数字调制技术（如BPSK)调制到I分量，将模拟信号部分的重要DCT系数映射 到Q分量，非重要DCT系数映射到I分量，可以使模拟信号和数字信号的干扰得到有效的抑 制。
【附图说明】
[0020] 图1为步骤1)的实施框图。
[0021 ] 图2为步骤2)中DCT系数分块的示意图。
[0022] 图3为步骤5)中调制信号的示意图。
[0023] 图4为在q值相同的条件下，使用和不使用本发明调制方法的误码率对比图。
[0024] 图5为误码率相同的条件下，使用和不使用本发明调制方法的图像峰值信噪比对 比图。
[0025] 图6为Z字扫描的示意图。
【具体实施方式】：
[0026] 实施例一
[0027] -种视频信号调制中的非平等保护方法，按照以下步骤进行：
[0028] 步骤1)如图1框图所示，先将原始视频序列使用数字视频压缩标准，构成视频的 数字编码部分，所采用的数字视频压缩标准可以为H. 264,也可以为MPEG-4进行编码，然后 对该数字编码部分进行解码，获得重构视频序列，原始视频序列与重构视频序列求差，获得 残差视频序列，对残差视频序列进行DCT变换，变换后的DCT系数构成视频的模拟编码部 分。
[0029] 步骤2)视频的模拟编码部分也就是残差视频序列的DCT系