基于失真和能耗最小化的传输策略优化方案

在前述讨论的基础上，为提高SVC传输性能，我们综合考虑能耗、时间及质量要求，提出了SVC的优化传输策略。首先，对各GOP而言，视频数据的传输受到如下的时间限制：

其中，πn，k∈｛0，1，…，M-1｝是传输第n 个SVC视频序列中的第k个层时所采用的MCS（调制与编码策略），Ln，k为该层中各数据包的长度，t（Ln，k，πn，k）为传输该层的时间，tGOP为该数据包所属GOP的播放时长。从而可将相应的能耗约束表示为

其中，tsig-ext为无线网络中信号的传输时间，Psvc（R）的取值范围由下式决定：

式中，Pmax为传输该视频序列的最大功率，CSThrd 为接收端的功率阈值。此外，为便于计算SVC中每一层的数据丢失后对接收端解码后视频播放质量的影响，定义如下的数据层影响因子：

其中，PSNRfull为完整的SVC视频序列的峰值信噪比，为第k层数据丢失后的峰值信噪比。可以看出，Qk实际上代表了第k层的重要程度，其值越大，表示该数据层对解码越重要，反之则重要性较低。

根据以上讨论，结合SVC在无线网络中的质量要求，将SVC的传输视为如下优化问题：(www.xing528.com)

式中，Dj和分别表示第j个视频序列对应的失真与能耗。

对于形如式（5.17）、（5.18）的优化问题，目前已有很多成熟的求解方法[11-12]，考虑到其约束所形成的区域并不大，采用动态规划的方法求解该问题。首先引入Lagrange乘子，将上述问题转化为

式中。在此基础上，根据文献[13]，可将动态规划中的状态定义为第i个GOP的传输时间ti，其传输控制策略可表示为Ci=（li，），li和分别为SVC传输的层次和量化参数，传输控制策略的代价函数为g（ti，Ci）=（Di+）+λei，则动态规划的基本方程为

因此，对SVC视频序列的每一个GOP，通过上述方法可求得其在能量与失真条件约束下的量化参数。实现对SVC编码参数的优化调整，有利于在接收端获得最优的视频质量，其有效性也在下一节中的实验中得到了验证。