3.1 H.264/MPEG-4 SVC 可調性修正草案
可調性視訊編碼採用的是分層 (layered) 的編碼架構 (參考圖 3-1)，使得 bitstream 包含一個基礎層 (base layer) 與多個增強層(enhancement layer)。基礎 層不具可調性，其編碼的方式與 H.264/AVC 相同；增強層具有可調性，可透 過不同的編碼方式來達成。接下來我們將詳細介紹 H.264/MPEG-4 SVC 提供 三 種 可 調 性 ： 時 間 可 調 性 (Temporal Scalability) 、 空 間 可 調 性 (Spatial Scalability)、訊噪比可調性 (SNR Scalability)。
圖 3-1 H.264/MPEG-4 SVC Architecture [8]
3.1.1 時間的可調性：
H.264/SVC 採用與 H.264/AVC 相同的 Hierarchical B Picture 方式進行 motion compensation，(如圖 3-2) 在 Group of Picture 內除了 I-frame 之外，其 餘的 frame 都必頇參考鄰近的 frame。不同 frame 間彼此參考的關係可分成 四個 temporal layer，越下層的 frame 重要性就越高。最上層的畫面 (編號 1, 3, 5, 7) 因為沒有被其他的畫面所參考，若被移除也不會影響其他畫面的視訊品 質 (但是犧牲了 frame rate)，這就是時間可調性。
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圖 3-2 Hierarchical B Picture [9]
3.1.2 空間的可調性：
空間可調性也可稱為解析度可調性 (Resolution Scalability)，透過基礎層與 加強層的畫面間預測 (macro-block、motion vector、residual)使得基礎層與增強 層分別有不同的解析度與 frame rate。如下圖 3-3，基礎層具有較小的解析度 與較低的 frame rate 而增強層則有較大的解析度與較高的 frame rate。
圖 3-3 空間可調性
3.1.3 訊噪比可調性：
訊噪比可調性也可以稱為品質可調性 (Quality Scalability)，也就是增強層 能提供較高的視訊品質與 bit rate，在編碼時採用 Fine granular scalability (FGS) 編碼方式，能讓接收端不需要收到所有的增強層視訊封包才能進行解碼；換句 話說，基礎層能提供基本視訊品質而收到增強層視訊封包的數量越多其視訊品 質就越高。示意圖請參考圖 4-1。
3.2 IEEE 802.11e 無線網路：
IEEE 802.11 (Wi-Fi) 是廣泛被使用的無線網路通訊協定，市面上許多產品
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都支援 IEEE 802.11 協定，其傳輸速率以 IEEE 802.11a [12]與 IEEE 802.11b [3]
而言可達到 54 和 11 Mbps，但是卻無法保證服務品質而只能提供 Best-effort 服務。IEEE 802.11 Task group E 為了改善 IEEE 802.11 提供品質服務的能力，
在 2005 年 11 月提出了 IEEE 802.11e 媒介存取控制層 (MAC layer) 標準，提 供在 IEEE 802.11 無線網路對語音及視訊資料傳輸服務品質的能力。
如下圖 3-4，IEEE 802.11e [27] 提出的增強性分散式頻道存取機(Enhanced Distributed Channel Access, EDCA) 具有四個存取類別(Access Category, AC) 透過不同的 backoff 參數設定，提供不同類型的資料進行傳輸。根據 IEEE 802.11e [27] 的定義，AC3 具有最高的優先權可提供聲音進行傳輸，AC2 的 優先權次之則可提供視訊傳輸使用；AC1 與 AC0 則分別提供 best-effort 與 background 資料使用。
圖 3-4 增強性分散式頻道存取機制 (EDCA)
Backoff 參數設定說明如下：
-Contention Window (CWmin 與 CWmax)：backoff time 會於 1 至 CW 的範 圍中隨機 產生，CW 的初值為 CWmin，但若 backoff time 結束時仍未能取得 傳輸機會其值就會增為兩倍，最大值為 CWmax。
- Arbitration Interframe Space (AIFS)：如下圖 3-5，不同存取類別有不同的 等待時間，優先權較高的資料等待的時間較短，使得高優先權的存取類別較容 易獲得傳輸機會。
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圖 3-5 EDCA timing diagram [27]
3.3 跨層視訊傳輸：
跨層設計是近幾年熱門研究的主題，[16] 特別對於在無線網路環境傳輸 多媒體資料進行跨層設計提出建議並分析可能遭遇的問題，[11;17;18] 採用跨 層設計的概念在 IEEE 802.11e 下傳輸 H.264/AVC 視訊進行探討，[11] 使用 H.264/SVC 可調性視訊編碼的特性，將不同重要性的 slice 依其重要性放置到 不同的存取類別。這樣的設計能夠提供重要性較高的 slice 較容易取得傳輸機 會，而我們採用相同的概念更考慮無線網路提供的頻寬因傳輸距離與訊號衰減 而不同，提出跨層可調性視訊傳輸機制。
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