适用于6G无线通信网络的下一代优化视频编码机制

《IEEE Communications Standards Magazine》：Next-Generation Optimized Video Coding Mechanism for 6G Wireless Communication Network

6G通信技术为虚拟现实全景视频在CPS中的应用提供支撑，提出基于用户视图的切片化编码算法解决投影拉伸失真问题，通过动态调整切片尺寸平衡像素开销与编码效率，在保证传输质量前提下显著降低计算复杂度，适用于实时CPS场景的优化视频编码方案。

　　

摘要：

第六代无线通信技术的崛起为虚拟现实全景视频的发展提供了巨大潜力，尤其是在信息物理系统（CPS）中，其中物理组件和计算组件紧密集成。由于切片大小会影响传输质量，基于切片的动态视频编码方法即使在网络带宽受限的情况下也能提升全景视频的观看体验。较大的切片会增加像素开销，因为它们需要传输更大的区域来覆盖相同的视口，但同时也能减少编码冗余。现有的切片划分方法通常是为矩形视口设计的。然而，在CPS中，球形视频经常被投影到二维平面上，拉伸变形会对不同的视口区域产生不等的影响，这使得像素开销的计算变得复杂，尤其是在矩形切片覆盖不规则视口区域时。为了解决这个问题，提出了一种针对CPS中用户特定视口的切片划分算法。该算法分析了由投影格式引起的拉伸变形，并研究了在不同切片划分方式下的不规则视口区域。通过平衡像素开销和编码效率以及不同的切片粒度，开发出了一种最优的切片划分编码方案。所提出的算法在传输效率上与穷举搜索方法相当，但计算复杂度显著降低，非常适合实时CPS应用。通过与穷举搜索算法进行比较，证实了该方法在传输性能上的优越性，表明其适用于实时CPS应用。

引言

未来，一切都将与数字城市相连，成为信息物理系统（CPS）不可或缺的一部分。随着智能终端和数字媒体用户数量的增加，多媒体表达形式将继续丰富。从最初的黑白视频到高清视频和全景视频，各种精彩的数字视频形式为人们带来了沉浸式和愉悦的观看体验。5G的商用标志着移动通信真正进入了互联网时代。新兴的第六代（6G）无线通信网络系统支持更先进的应用，如原生AI、传感互联技术及其在CPS中的集成。其中，增强型移动宽带（eMBB+）对峰值速率、用户体验速率、端到端延迟等提出了更高的要求，为虚拟现实和增强现实等沉浸式体验应用提供了更好的支持。由6G技术驱动的信息物理系统有望彻底改变数字城市的运作方式，弥合物理世界和数字世界之间的差距，提供无缝、高性能的多媒体体验。