专利名称：一种基于小波变换特性的非压缩高清视频信号无线传输方法
技术领域：
本发明涉及电视技术传输领域及其提供视频信号设备的视频、音频和数据信 号传输技术领域，特别是涉及一种基于小波变换特性的非压缩高清视频信号无线 传输方法。
背景技术：
随着数字高清音视频技术的快速发展，已有越来越多的显示终端具备了可接 收并显示数字髙清音视频信号的功能，在现有的这些数字高清音视频显示终端中， 通常是通过高清音视频接口以有线的方式来将高清音视频信号接入。然而，现今 在数字髙清音视频传输系统中，存在着HDMI， DVI, VGA, YPbPr等等不同的 有线高清视频传输方式，由于这些传输方式之间彼此兼容性差，就使得具备接收 并显示数字高清音视频信号的显示终端需要设置有多种接口，才能适应于各种不 同传输方式的使用。但是，接口增多后， 一方面会给显示终端的布局设计带来了 一定的难度，另一方面纷繁复杂的接线也给用户造成了诸多使用上的不便，同时 还会造成线材的浪费和消费成本的提髙。要解决这种弊端，现有采用的方式是引 入高清信号的无线传输，也就是在节目源的接收端设置一个无线发射装置，在显 示终端(如电视机)设置一个无线接收装置，无线发射装置上设有多种接口，以 适应于有线接入如HDMI， DVI, VGA， YPbPr等不同的高清视频传输方式，无 线发射装置将图像信号进行编码和压缩，然后通过无线信道传输给无线接收装置, 在无线接收装置上设有可与显示终端相匹配的接口 ，无线接收装置通过该接口与 显示终端有线连接，无线接收装置也可以内置在显示终端中，无线接收装置将接 收的信号进行解压縮和解码后，输出给显示终端，由显示终端予以显示，这样， 显示终端就不必设置多个接口，极大地方便了显示终端的布局设计，但是由于在 无线传输过程中是采用压縮方式进行传输，从而带来了一些弊端，众所周知视频的压縮和解压縮本身就会带来图像质量的下降，而压縮技术又会带来技术成本的 提高，不仅如此，视频压縮在面向应用时也会受到一定限制(如在美国好莱坞是 不允许压縮的高清节目输出)，还有，由于压縮和解压的过程必将产生延时，有些 视频源输出的视频是不能压縮的(如游戏机、PC)，除此之外，许多无线技术普
遍存在覆盖范围、传输带宽、存在延迟、图像门限效应、抗干扰能力不足等诸多
问题，如正EE802,llx系列中802.11a / b / g带宽最高为54M是无法传输高清数 据，新的802.11n也只能传输经过压縮后的高清数据，而且存在较长延迟；又比 如UWB(超宽带)技术，它虽可传输高清节目但需要经过编解码压缩和解压，由 此产生图像延迟，更关键的是它的传输距离在10米左右抗干扰和穿墙能力都很 差，不能完全满足现代家庭的应用；另外，wireless HD技术也存在传输距离短的 弊端。虽然，采用现有的空域加权处理方法可以实现无压缩地无线传输髙清视频 信号，但是，该方法传输的图像会突现亮点、暗点，影响了视频图像质量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种基于小波变换特性的非压 缩高清视频信号无线传输方法，可无压縮及超低延迟地无线传输髙清视频信号， 不仅省去了信号线使显示终端(如电视设备)更加简约，而且即便在较差的无线 信道环境下(如机场、汽车站等公共环境中)，也能大大保护图像画质，体现出支 撑高清数字电视高清晰画质的优越性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种基于小波变换特性的非压
縮高清视频信号无线传输方法，包括如下步骤
a. 在发射端，与视频源设备相连接的信源信道联合编码模块从视频源设备 读取原始图像帧，并以pixel的方式在buffer中缓存；
b. 发射端的信源信道联合编码模块对buffer中缓存的来自于视频源设备的 原始数字视频图像进行小波变换处理得到小波系数；所述的小波变换处理是采用 易于硬件实现的提升小波变换算法，通过正向变换算法公式，利用滤波器组件， 在Lazy小波分解后，交替使用原始提升和对偶提升来改进小波特性，从而得到小
6波系数，并针对电视图像和显示屏幕长宽比例来确定小波变换分级结构，其中， 对一级小波变换后的高频子带再作了一次列方向的滤波；
c. 发射端的信源信道联合编码模块对小波变换后的小波系数采用LDPC (Low-density Parity Check Codes)非规则编码方式进行不等差错保护编码方式处
理得到加权保护的小波系数编码数据，并将加权保护的小波系数编码数据输出给 与信源信道联合编码模块输出相连接的OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)调制模块；
d. 在发射端，OFDM调制模块对加权保护的小波系数编码数据进行多载波 调制处理，并用MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)天线空分复用传输至接 收端；
e. 在接收端，MIMO天线将接收的数据传输给解调模块，由解调模块予以 解调处理；
f. 接收端的解调模块将解调后的信号输出给与解调模块的输出相连接的信 源信道联合解码模块，由信源信道联合解码模块对加权保护的小波系数编码数据 进行解码处理，得到解除加权保护后的小波系数；其中，该解码处理过程为发射 端编码过程的逆过程；
g. 接收端的信源信道联合解码模块对解码后获得的小波系数进行重构处理， 重构后获得的还原图像信号输出给与信源信道联合解码模块的输出相连接的显示 终端，由显示终端显示出对应的图像；其中，重构过程中，是采用步骤b的逆过 程进行处理。
所述的小波变换处理过程中，采用了提升构造小波，提升构造小波包括如下 三个步骤
(1) 分解通过Lazy小波把离散的输入数据分为两个子集，偶数集合和奇 数集合；
(2) 预测保持偶数样本不变，利用插值细分方法来预测奇数样本；
(3) 更新小波分解的平滑分量利用小波系数值进行更新以使最后一级分解所得的系数等于原始信号的平均值。
所述的提升小波变换算法的正向变换算法公式采用下述六组中的一组
，rt / d[n]-d0[n]-l/2(s0[n+l]+s0[n]) 5/3 1 S[n〗=S0W+""d[n]+d[irl〗+l/2)
{dl[4'd0[n]<s0[n] s[n]=sl[n]+iadlM 计dl 翔(-s[ftfl]+s[ft 1 D+l fl]
SPB^ s[n]-sl问+l/2dl问
I d[n]=dl [n]+[l /S(-3s[ttfl]+伴2s[itl〗+2dl [n+l])+l。]
l d问- dl [n]+[l /64(22s[n4]+s[n+l])+3(s[n+2]> s[tt2])+l/2]
{dl /2(S0[ttH]+s[n》 s[n]=sOM+l/2(dl问+dl[o4]+l^) d[n〗=dl [n〗+[l /16(sl [n+2]> si [n+1 ]- si [n]- si [& 1 /2]
J" d[n]=dO [n]+卩A《(sO[n+2]+sO[n" 1])國9(iO [n+1 ]+sO [n]))+l/2] 9/7-M\ s[n〗=s0[n]+[l/《d[n]+d[_ttl])+l/2]
其中，x[n], s[n]和d[n]分别表示输入信号、低频子带分量、髙频子带分量，
并定义S。-x[2n]， do=x[2n+l]。
所述的小波变换处理过程中还包括对图像数据进行边界对称扩展处理，处理 时，若使用偶数长度的滤波器，则对图像信号行/列采用偶对称扩展；若使用奇数 长度的滤波器，对图像信号行/列釆用奇对称扩展。
本发明的一种基于小波变换特性的非压缩高清视频信号无线传输方法，是在 视频源设备(PC、 DVD、 VCD等)和电视之间的无线信道上增加图像的信源信 道联合编码模块和图像的信源信道联合解码模块，通过信源信道联合编码模块读 取外置buffer中的原始图像帧，在发射前进行基于小波变换并针对图像特性的编 码保护处理，并利用MMO信道拓展传输带宽传输高清视频信号。采用本发明的 方法不仅可以省去信号线使电视设备更加简约，而且即便在较差的无线信道环境 下(如机场、汽车站等公共环境中)，也可大大保护图像画质，体现出支撑高清数 字电视髙清晰画质的优越性能。本发明的一种基于小波变换特性的非压縮高清视频信号无线传输方法，从视
频源设备发出的原始数字视频图像，是以pixel的方式在buffer中缓存，经小波变 换和信源信道联合编码处理后输出到无线信道，电视信号无线接收后信源信道联 合解码模块对数字视频信号反向解码处理后送给显示终端，通常的空域的不等错 误保护处理信道纠错编码可以根据区分图像数据的比特位高低，亮度色度区分进 行，本发明的方法是基于小波域特性，可直接根据Mallat分解图对不同子带进行 加权保护，也可根据小波特性引入视觉特性曲线进行结合主观效果进行非平等纠 错保护。
本发明的一种基于小波变换特性的非压縮高清视频信号无线传输方法，对于 二维数字图像信号，离散小波变换可以通过在水平和垂直方向上分别应用A、 g滤 波器进行一维滤波来实现，二维离散小波变换每次分解产生一个低频子图LL和 三个高频子图，即水平子图LH、垂直子图HL和对角子图HH。下一级小波变换 是在前级产生的低频子图LL的基础上进行的，如此重复N次，可以将原始图像 分解成N级3N+1个子图LLN与LHi， HLi， HHi (i=l, 2， 3 N),其中LLN
为最低频子带。
本发明的一种基于小波变换特性的非压縮高清视频信号无线传输方法，在小 波变换后，可根据小波域特点实施不等差错保护编码实施方式。本发明选用在无 线信道中较好性能的LDPC非规则编码。不等保护的原则可直接根据小波系数所 在的级数和子带，也可结合小波域视觉曲线等其它加权因子，因为传输的是加权 保护的小波系数，所以信道的错码不会导致空域PB^编码错码的明显亮、暗点， 影响视觉效果。小波系数将按照存储要求和重要性映射到LDPC编码矩阵，然后 从编码后的buffer中交织采点送至FFT (快速傅利叶变换)变换实现OFDM,并 用NXM(4X5)MIMO天线空分复用传输至信道接收端。信道接收端的流程与信 道发射端的流程方向相反。
本发明的有益效果是，由于采用了在非压縮髙清视频信号无线传输过程中引 入小波变换特性，即在发射前进行基于小波变换并针对图像特性的编码保护处理，
9并利用MIMO信道拓展传输带宽传输高清视频信号,采用该方法后不仅可以省去 信号线使电视设备更加简约，而且即便在较差的无线信道环境下(如机场、汽车站 等公共环境中)，也可大大保护图像画质，体现出支撑高清数字电视高清晰画质的 优越性能。使用该方法后可带来如下的有益效果
1、 支持电视一体机或机顶盒方式无线接收视频源信号，方便使用；
2、 基于非压缩视频传输环境，使用了小波技术，具有更好的视频图像质量 保护功能和性能，避免目前现有的空域加权处理方法突现的亮点、暗点；
3、 采用易于硬件实现的提升小波变换算法，具有理想的延时和资源节约特
性；
4、 支持更好的分辨率渐进性、SNR渐进性、感兴趣区域、视觉加权保护编 码和适合信道特征的适应性编码的功能拓展。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种基于小 波变换特性的非压缩高清视频信号无线传输方法不局限于实施例。
图1是本发明的系统原理框图2是本发明发射端的无线信道实施框图3是本发明实施例的图像的3级小波分解结构示意图4是本发明的二维离散小波的提升实现方式示意图5是本发明的二维离散小波变换的Mallat实现方式示意图6是本发明实施例的三级小波分解示意图7是本发明的图像的边界扩展处理示意图8是本发明的小波分解形成的数据示意图9是本发明的小波变换硬件结构的总体框图10是本发明实施例的5/3变换数据相关性分析示意图11是本发明的小波运算模块的三个子模块的关系图12是本发明的小波提升结构的预测和更新提升步骤结构图；图13是本发明实施例的小波系数加权实现方式的示意图。
具体实施例方式
参见附图所示，本发明的一种基于小波变换特性的非压缩高清视频信号无线
传输方法，包括
包括如下步骤
a. 在发射端，如图1所示，与视频源设备1相连接的信源信道联合编码模 块2从视频源设备1读取原始图像帧，并以pixel的方式在信源信道联合编码模块 2的buffer中缓存；
b. 发射端的信源信道联合编码模块2对信源信道联合编码模块2内的buffer 中缓存的来自于视频源设备1的原始数字视频图像进行小波变换处理得到小波系 数(如图2中的框101所示)；所述的小波变换处理是采用易于硬件实现的提升小 波变换算法，通过正向变换算法公式，利用滤波器组件，在Lazy小波分解后，交 替使用原始提升和对偶提升来改进小波特性，从而得到小波系数，并针对电视图 像和显示屏幕长宽比例来确定小波变换分级结构，其中，对一级小波变换后的高 频子带再作了一次列方向的滤波(如图3所示)，这样，对于一级小波变换后的高 频子带分别有1HLL、 1HLH、 1LHL、 1LHH、 1HHL、 1HHH;
c. 发射端的信源信道联合编码模块2对小波变换后的小波系数采用LDPC 非规则编码方式进行不等差错保护编码方式处理得到加权保护的小波系数编码数 据(如图2的框102以及图13所示)，并将加权保护的小波系数编码数据输出给 与信源信道联合编码模块2输出相连接的OFDM调制模块；
d. 在发射端，OFDM调制模块对加权保护的小波系数编码数据进行多载波 调制处理(如图2的框103所示)，并用MMO天线空分复用(如图2的框104 所示)传输至接收端；
e. 在接收端，MIMO天线将接收的数据传输给解调模块，由解调模块予以 解调处理；
f. 接收端的解调模块将解调后的信号输出给与解调模块的输出相连接的信
11源信道联合解码模块3，由信源信道联合解码模块3对加权保护的小波系数编码 数据进行解码处理，得到解除加权保护后的小波系数；其中，该解码处理过程为 发射端编码过程的逆过程；
g.接收端的信源信道联合解码模块3对解码后获得的小波系数进行重构处 理，重构后获得的还原图像信号输出给与信源信道联合解码模块的输出相连接的 显示终端4，由显示终端4显示出对应的图像；其中，重构过程中，是采用步骤b 的逆过程进行处理。
本发明的一种基于小波变换特性的非压縮高清视频信号无线传输方法，是在 视频源设备1 (如PC、 DVD、 VCD等)和电视之间的无线信道上增加图像的信 源信道联合编码模块2和图像的信源信道联合解码模块3,通过编码模块2读取 外置buffer中的原始图像帧，在发射前进行基于小波变换并针对图像特性的编码 保护处理，并利用MIMO信道拓展传输带宽传输高清视频信号。采用本发明的方 法不仅可以省去信号线使电视设备更加简约，而且即便在较差的无线信道环境下 (如机场、汽车站等公共环境中)，也可大大保护图像画质，体现出支撑高清数字 电视髙清晰画质的优越性能。
本发明的一种基于小波变换特性的非压縮髙清视频信号无线传输方法，从源 设备1发出的原始数字视频图像，是以pixel的方式在信源信道联合编码模块2 的buffer中缓存，经小波变换和信源信道联合编码处理后输出到无线信道，电视 无线接收后解码部分3对数字视频信号反向解码处理后送给显示终端4，通常的 空域的不等错误保护处理信道纠错编码可以根据区分图像数据的比特位高低、亮 度色度区分进行，本发明的方法是基于小波域特性，可直接根据Mallat分解图对 不同子带进行加权保护，如针对图3所示的图像的3级小波分解结构，可以采用 图13的方式进行小波系数加权实现；当然，也可根据小波特性引入视觉特性曲线 进行结合主观效果进行非平等纠错保护。
本发明的一种基于小波变换特性的非压縮高清视频信号无线传输方法，小波 算法采用了提升结构，提升结构的主要优点是有利于硬件实现，而且能进行快速
12的原位运算，即不需要额外的存储空间，此外可逆整数提升小波还能实现图像的 无损处理。针对电视信号特点(显示终端像素比例)，对一级小波变换后的高频子
带再作了一次列方向的滤波。I.Daubechies和W. Sweldens利用Euclidean算法证 明了任意对偶FIR滤波器组(h(z)，g(z))能分解为有限的提升和对偶提升的因子之 乘积，即在Lazy小波分解后，交替使用原始提升和对偶提升来改进小波特性。 图4即为二维离散小波的提升实现方式示意图。通过比较小波的Mallat分解实现 和提升算法实现，可以看到，提升小波变换更适合于算法的并行实现，同时可节 省一半的存储器和一半的计算量，可在Asic和FPGA设计中有效利用。
本发明的一种基于小波变换特性的非压縮高清视频信号无线传输方法，对于 二维数字图像信号，离散小波变换可以通过在水平和垂直方向上分别应用A、 g滤 波器进行一维滤波来实现，如图5所示。针对三级小波分解结构，二维离散小波 变换每次分解产生一个低频子图LL和三个高频子图，即水平子图LH、垂直子图 HL和对角子图HH。下一级小波变换是在前级产生的低频子图LL的基础上进行 的，如此重复三次，可以将原始图像分解成三级IO个子图LL3与Lffi， HLi, HHi (i=l， 2， 3),其中LL3为最低频子带，如图6所示。
本发明的一种基于小波变换特性的非压縮髙清视频信号无线传输方法，在小 波变换处理过程中还包括对图像数据进行边界对称扩展处理。由于传统小波变换 定义在双边无限的开区间上，对有限长度信号进行加零延拓或周期延拓，这必然 造成图像边界产生不连续的边界效应。该现象反映为分解系数在边界处呈现突跳 的锐峰，使后期量化编码过程对之分配多余的码字，降低压縮效率，并引起图像 边界处产生褶皱和暗斑等失真。为了减少边界效应，在进行巻积运算之前对图像 数据进行边界对称扩展处理，可以保证延拓后在每个周期边界处信号的连续性， 也就消除了因为边界不连续所产生的较大的小波系数。处理时，若使用偶数长度 的滤波器，对图像信号行(列)采用偶对称扩展，如图7a所示；若使用奇数长度 的滤波器，对图像信号行(列)采用奇对称扩展，如图7b所示；而且，这种对称 扩展只是采用了简单的信号对称，即只是将要处理的信号的第一个样值及最后一个样值进行了对称。
本发明的一种基于小波变换特性的非压縮高清视频信号无线传输方法，提升 小波变换算法的正向变换算法公式采用下述六组中的一组
sn / d[n]-ffl[n-l/2(s0[n+l]+s0[n]) )"\ i[n]=S0[n]+l/"d[n]+d[n-l]+l/2)
{dl[r^dO[n]^sO[n] s[n] sl[n]+lfldl[ng dM=dl [n]+[l/4(-s[nH]+s[n"lI)+l/2J
f dl[n]=dD[n]-SO[n] SPB<J s[nj"sl[n]+lfldl[nj
l d[n]-dl [n]+卩/8(-3s[nf 1 ]+s[《+2《》 l]+2dl [n+l])+l/2]
s[n]=sl[n]+lfldlM
d[n]= dl问+[1 /M( 2 s[xtl ]+s[n+l])+3(s[ttf2]> s[r>2])+l/2]
{dl M-dO[n]-lfl(sO[ttfl]+s[nD 《n]-sO问+l /2(也[n]+dl [ft 1]+1 fij) 计dl [n]+[l /16(sl [n+2]" si
- si [n]- si [n> 1 D+l fl]
d[n]=dO [n]+[l /16((s0[n+2]+s0[tt I]>9(s0 [n+1 ]+s0 M))+l/2] s[卞sO [n]+[l/《d[n]+d[ 1D+叫
其中，x[n], s[ii]和d[n]分别表示输入信号、低频子带分量、高频子带分量，
并定义^-x[2n]， dQ-x[2n+l]。
步骤g的重构过程是采用步骤b的逆过程进行处理的，步骤g需要使用反变 换的公式，由于反变换的公式可以由正变换公式推导而出，因此在这里不再给出。
本发明的一种基于小波变换特性的非压缩高清视频信号无线传输方法，提升 小波变换易于硬件结构来实现。通常，图像数据是以连续方式获得的，而最普通 的一种获得图像数据的方法就是每次扫描图像的一行。本发明所设计的系统就是 工作于输入图像数据为连续行输入方式下的，则小波分解形成的数据如图8所示， 其中LL_I， LH_I， HL_I, HH_I(I=1，2，......N)代表每一级小波分解各个频带上的
分量。可以这样规定 一是处理图像的大小为MXM; 二是变换级数为N;三是 记第I级小波行变换后的数据为(LL)ffl和(LL)IL。对图8的分析中可知，每个阶 段中行计算总是先于列计算的。如果对MXM大小图像进行第一级行变换运算的时间是T,那么进行N级变换所需的时间 因此有
对于彩色图像Y、 U、 V三分量数据输入，如果以Y、 U、 V三分量串行处理, 一幅彩色图像的小波变换将耗时近9T，对于实时性非常强的图像处理中是非常不 利的。在硬件实现时，对Y、 U、 V (24bit)三分量的图像可以设计成三个并行单 元同时处理，即先将彩色图像相同像素点的Y、 U、 V三分量数据按像素点顺序 存放SDRAM同一地址的32bit存储空间中，这样一来，用同一个小波数据的地 址读写控制模块便可以将有效的Y、 U、 V三分量数据并行读出，再用三个相同 的小波计算模块并行处理。小波变换的硬件框图如图9所示。
以所使用的小波变换为5/3小波变换为例，来分析它的数据相关性。
5/3小波变换数据相关性较为简单，图10即为5/3变换数据相关性分析示意
图。与5/3小波非常类似的小波变换，如9/7整一整小波变换，也是可以按照类似
图10的结构实现的，从图10中可以看出，以这种方式进行数据输出，不需要等
待过多周期，且该结构非常清晰，易于硬件实现。
根据对数据相关性的分析(以5/3变换为例)，可以把运算处理模块分为三个
子模块，如图ll所示。首先，将输入数据(包括原始图像数据以及各级小波变换
后的临时数据)组织成图IO的形式，将组织好的数据输出去计算模块；接着计算
模块完成数据的计算，5/3小波变换所采用的正向变换公式为
d[n]=d0[n]-l/2(s0[n+l]+s0[n]) s[n]=s0[n]+l/4(d[n]+d[n-l]+l/2)
最后，由数据输出模块将小波变换后的数据按照低高频分量顺次输入到
SDRAM中，完成小波变换的整个流程。注意到，由于采用的小波变换为整一整
型的小波变换，这样就简化了中间的计算过程，同时也节约了资源。因为无论是从运算复杂度还是从存储位数而言，这种变换是大大优于定点数运算效果的。
本发明的一种基于小波变换特性的非压縮高清视频信号无线传输方法，提升 结构是构造第二代小波的新方法，即不必从一个母函数经过平移和伸縮来得到小
波函数。通过提升构造小波包括三个步骤(1)分解，即首先通过Lazy小波把离 散的输入数据分为两个子集，偶数集合Xe和奇数集合Xd; (2)预测，保持偶数 样本不变，利用插值细分方法来预测奇数样本；(3)更新，小波分解的平滑分量 利用小波系数值进行更新以使最后一级分解所得的系数等于原始信号的平均值。 图11所示即为实现这三个步骤的结构图；图12为实现小波提升结构的预测和更 新提升步骤结构图。在经典的小波变换中，小波系数通常被认为是浮点数。这是 因为使用的变换滤波器组中使用的滤波系数都是浮点数。而在提升方案中却非常 容易的保留整数数据，尽管数据的动态范围会增加，但是却获得了可逆变换的可 能。逆变换可从正变换快速得出，仅需把加号变为减号、数据流反向即可。提升结 构与传统方法的主要区别就是它不依赖傅立叶变换。这种提升步骤能用来构造第 二代小波，即不必从一个母函数经过平移和伸縮来得到小波函数。
本发明的一种基于小波变换特性的非压缩高清视频信号无线传输方法，在小 波变换后，可根据小波域特点实施不等差错保护编码实施方式。本发明选用在无 线信道中较好性能的LDPC非规则编码。不等保护的原则可直接根据小波系数所 在的级数和子带，也可结合小波域视觉曲线等其它加权因子，因为传输的是加权 保护的小波系数，所以信道的错码不会导致空域编码错码的明显亮、暗点，影响 视觉效果。小波系数将按照存储要求和重要性映射到LDPC编码矩阵，然后从编 码后的buffer中交织采点送至FFT变换实现OFDM，并用NXM(4X5)MIMO天 线空分复用传输至信道接收端。信道接收端的流程与信道发射端的流程方向相反。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种基于小波变换特性的非压縮高 清视频信号无线传输方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术 实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方 案的保护范围内。
1权利要求
1.一种基于小波变换特性的非压缩高清视频信号无线传输方法，包括如下步骤a.在发射端，与视频源设备相连接的信源信道联合编码模块从视频源设备读取原始图像帧，并以pixel的方式在buffer中缓存；b.发射端的信源信道联合编码模块对buffer中缓存的来自于视频源设备的原始数字视频图像进行小波变换处理得到小波系数；所述的小波变换处理是采用易于硬件实现的提升小波变换算法，通过正向变换算法公式，利用滤波器组件，在Lazy小波分解后，交替使用原始提升和对偶提升来改进小波特性，从而得到小波系数，并针对电视图像和显示屏幕长宽比例来确定小波变换分级结构，其中，对一级小波变换后的高频子带再作了一次列方向的滤波；c.发射端的信源信道联合编码模块对小波变换后的小波系数采用LDPC非规则编码方式进行不等差错保护编码方式处理得到加权保护的小波系数编码数据，并将加权保护的小波系数编码数据输出给与信源信道联合编码模块输出相连接的OFDM调制模块；d.在发射端，OFDM调制模块对加权保护的小波系数编码数据进行多载波调制处理，并用MIMO天线空分复用传输至接收端；e.在接收端，MIMO天线将接收的数据传输给解调模块，由解调模块予以解调处理；f.接收端的解调模块将解调后的信号输出给与解调模块的输出相连接的信源信道联合解码模块，由信源信道联合解码模块对加权保护的小波系数编码数据进行解码处理，得到解除加权保护后的小波系数；其中，该解码处理过程为发射端编码过程的逆过程；g.接收端的信源信道联合解码模块对解码后获得的小波系数进行重构处理，重构后获得的还原图像信号输出给与信源信道联合解码模块的输出相连接的显示终端，由显示终端显示出对应的图像；其中，重构过程中，是采用步骤b的逆过程进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于小波变换特性的非压縮高清视频信 号无线传输方法，其特征在于所述的提升小波变换算法的正向变换算法公式采用下述六组中的一组w / d[n]-dO[nH/2(sO[n+l]+sO[n]) 5" 1 Sn〗-s0[n〗+l/"d[n〗+d[irl+l/2){dl[n〗=dO[n}sO[n] s[nhsl[n]+l/2dl问 d[中dl [n]+[l/4(-s[ttf 1]+s[ftlD+lfl]SPB -|sl [n]+l /2 dl问l d[n]"dl [n]+[1 /8(-3 s[n+l ]+s[n]+2s[nr 1]+2dl [n+l〗)+l/2]2/10^ s[n]=sl[n]+l/2dl[n]l d[n]" dl [n]+[1 /， s[n4 ]+s[n+l])+3(s[叫s[rt2])+l。]5/11-C { s[n]-sO问+l /2(dl [n]+dl [tv 1]+1 Ql d[《'dl [n]+[1 /16(sl [n+2} sl [n+l ]- sl [n]- sl [r> 1 ])+l fl]d[n]-dO [n]+卩/16((争2]+争I]>9(s0 [nfl ]+s0 [nD)+l/2] s[n]-sO [n]+[l/《d[n]+d|^ 1])+1/2] 其中，x[n]， s[n]和d[n]分别表示输入信号、低频子带分量、高频子带分量，并定义^-x[2n]， dQ=x[2n+l〗。
3. 根据权利要求1所述的一种基于小波变换特性的非压縮高清视频信 号无线传输方法，其特征在于所述的小波变换处理过程中还包括对图像 数据进行边界对称扩展处理，处理时，若使用偶数长度的滤波器，则对图 像信号行/列采用偶对称扩展；若使用奇数长度的滤波器，对图像信号行/ 列采用奇对称扩展。
4. 根据权利要求1所述的一种基于小波变换特性的非压縮高清视频信 号无线传输方法，其特征在于所述的小波变换处理过程中，采用了提升 构造小波，提升构造小波包括如下三个步骤(1)分解通过Lazy小波把离散的输入数据分为两个子集，偶数集合和奇数集合；(2) 预测保持偶数样本不变，利用插值细分方法来预测奇数样本;(3) 更新小波分解的平滑分量利用小波系数值进行更新以使最后一 级分解所得的系数等于原始信号的平均值。
全文摘要
本发明公开了一种基于小波变换特性的非压缩高清视频信号无线传输方法，是在视频源设备和电视之间的无线信道上增加图像的信源信道联合编码模块和图像的信源信道联合解码模块，发射端通过信源信道联合编码模块读取外置buffer中的原始图像帧，在发射前进行基于小波变换并针对图像特性的编码保护处理，并利用MIMO信道拓展传输带宽传输高清视频信号，接收端则流程相反。采用本发明的方法不仅可以省去信号线使电视设备更加简约，而且即便在较差的无线信道环境下(如机场、汽车站等公共环境中)，也可大大保护图像画质，体现出支撑高清数字电视高清晰画质的优越性能。
文档编号H04N7/24GK101494774SQ20081007052
公开日2009年7月29日 申请日期2008年1月23日 优先权日2008年1月23日
发明者殷惠清, 江 肖 申请人:厦门华侨电子股份有限公司