C-DMRC: Compressive Distortion-Minimizing Rate Control for Wireless Multimedia Sensor Networks

这篇文章研究了压缩传感范例的可能性，在无线多媒体传感网络的视频流上应用。目标是设计基于压缩传感的低复杂度的视频编码器，以及无线视频传输的速率自适应流协议。文章提出的速率控制方案，目的是最大化接收视频的质量，以及在保证多视频传输的公平性前提下避免网络拥塞。视频失真由分析和经验模型体现，基于一个新的跨层控制算法实现最小化，算法根据信道估计质量，调节视频压缩率和物理层的信道编码率。端到端的数据率，由保持视频质量公平前提下避免拥塞所确定。

文章考虑解决两个问题：1. 编码复杂度。当前的编码策略需要很复杂处理算法，而解码算法相对简单。而在无线传感网络中，传感器端一般比较简单，而数据处理中心处理能力会更强。2.有限的信道错误恢复能力。视频重建过程中应该对少量错误不敏感，但信道质量的退化，会引起视频质量的大幅下降。

为了解决上述问题，文章做出了几点创新：1.基于失真的速率控制，C-DMRC利用估计接收视频的质量，作为速率控制决策的基础。节点调整的是视频质量而不是数据速率。通过这样的拥塞控制的算法，通过不同压缩率保持接收视频间的公平性。2.根据视频质量的速率调整。3.基于压缩采样的视频传输。

系统结构。

 

1. CS Camera用于获取压缩感知的图像，可以是CCD或者CMOS的成像系统。

2. CSV Video Encoder从摄像机获得每一帧图像的原始采样；压缩基于帧间的关联性；采样矩阵由本模块决定，采样率由C-DMRC决定。视频编码的分为帧内编码和帧间编码。帧内编码的影响因素由采样量化率和采样率。采样量化率指的是每个采样点的比特数；采样率指的是每个像素的采样点个数（0到1之间）。帧间编码利用到图像组的概念，简单说就是几帧图像分为一组，其中第一帧按照帧内编码方式编码，其他几帧图像获得与第一帧图像之差，然后再压缩。

3. Rate Controller获取的输入为先前数据包的往返时间和估计丢包率；通过这些输入来确定视频编码器的最优采样率；采样率回馈给视频编码器。控制的原则是：最大化接收视频的质量，还要保证竞争视频的公平性。利用RTT估计网络拥塞，再结合adaptive parity提供的信道补偿，来决定视频编码器的最有采样率。通过控制采样率，我们可以通过一个参数控制整个视频的压缩率。

4. 基于Adaptive parity的传输。基于压缩传感的视频压缩，当误码率比较低时，丢弃少量的错误数据，对视频质量的影响可以忽略不计。文章提到的Adaptive parity根据BER来调整，当BER更低是，采用更多的校验位（此处有疑问），因此可以通过BER换取传输速率。

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