Raptor kodları kullanılarak H.264 videolarında hata kurtarımı üzerine bir çalışma
A study about forward error correction with raptor codes on H.264 videos
Yazar: SEZER ÖZDEM
Danışman: DOÇ. DR. AYLİN KANTARCI
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Bu çalışmada H.264 formatı incelenmiş, H.264 videolarına Raptor kodları uygulanarak hata kurtarımı özellikleri sınanmıştır.H.264 videolarını, RTP paketlerine dönüştüren program yazılmıştır. RTP paketleri, videodaki çerçevelerin GOP bazında sıralı olmasını sağlayacak şekilde sıralanarak çıktı dosyasına yazılmıştır.Audio/Video Transport Working Group tarafından hazırlanan ?H.264 videoları için RTP payload formatı? (RFC3984bis) standart önerisine göre RTP payload formatı belirlenip kodlanmıştır.Raptor kodlayıcı programı, RTP paketlerinden oluşan H.264 video dosyasını girdi dosyası olarak işleyecek şekilde değiştirilmiştir. Raptor kodlayıcı bu dosyadaki her bir GOP'u bir kaynak blok olarak ele alıp, dosyaya Raptor kodlarını eklemektedir. Raptor kodları eklenen dosyalar üzerinde VCEG-N37 yazılımı kullanılarak kablosuz ağlarda oluşabilecek iletim hatalarını simüle etmek amacıyla hata modelleri uygulanmıştır. Raptor kodları eklenmiş ve daha sonra üzerinde kayıpların oluşturulduğu dosya Raptor kod çözücü tarafından işlenerek paket kayıplarının kurtarılması sağlanmıştır. Kod çözme işleminin sonuçları, orjinal videonun yeniden oluşturulabilmesi için gereken ekstra bilgi yüzdesi ve kayıp paket yüzdesindeki değişimler dikkate alınarak değerlendirilmiştir.Bu çalışmada ayrıca H.264 formatının diğer formatlara göre avantajları belirtilmiş ve önemli özellikleri açıklanmıştır. İletimde hata kurtarma kodları incelenmiş, Reed Solomon kodları ile Raptor kodları karşılaştırılmıştır. Uygulamalar C programlama dilinde yazılmıştır.

Abstract:
During this study, H.264 standard is analyzed, and forward error correction capabilities are tested by applying Raptor codes on H.264 videos.A program, that converts H.264 videos to RTP packets is implemented. The RTP packets are reordered and written to an output file to provide the GOP by GOP order of the frames.RTP payload format is defined and coded according to the document named ?RTP Payload Format for H.264 Video? (RFC3984bis) which is published by Audio/Video Transport Working Group.Raptor encoder program is customized to work with RTP packet based H.264 video file as the input file. Raptor encoder handles each GOP in this file as a source block and adds Raptor codes to the file. VCEG-N37 software is used on Raptor coded file to simulate transmission errors/packet losses on wireless networks. Different error patterns are simulated. Packet losses are recovered by decoding the file with the Raptor decoder. The results of the decoding process are evaluated according to the change of the percentage of lost packets and the percentage of the extra information that should be added to re-generate the original video file.Also in this study, the advantages of H.264 standard over the other compression standards are presented and the key features of H.264 standard are explained. Forward error correction codes are examined and the comparison between Raptor and Reed Solomon codes is presented. All applications are written in C programming language.