VBR視頻流的調(diào)度和傳輸.pdf

1、連續(xù)媒體的存儲(chǔ)和傳輸是多媒體點(diǎn)播系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，在一定的服務(wù)質(zhì)量要求下提供大量的、并發(fā)的連續(xù)媒體流是設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的主要目標(biāo)。連續(xù)媒體的播放具有嚴(yán)格的連續(xù)性、實(shí)時(shí)性和時(shí)序性等特點(diǎn)，而有限的系統(tǒng)資源，如磁盤帶寬、磁盤緩存和網(wǎng)絡(luò)帶寬往往成為改進(jìn)系統(tǒng)綜合性能的瓶頸，再加之VBR視頻流的大量應(yīng)用更是給有限資源和連續(xù)播放帶來了挑戰(zhàn)。因此，本文主要針對(duì)變比特率視頻流的磁盤I/O調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)傳輸以及流本身的預(yù)測等幾方面進(jìn)行研究。 VBR視頻流的突發(fā)

2、性和自相似性，給視頻服務(wù)器系統(tǒng)有限資源——磁盤I/O帶寬和緩存容量——的分配帶來很大的挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)從磁盤到緩存的調(diào)度方式將在很大程度上影響服務(wù)器系統(tǒng)整體性能的提高。為此，本文通過建立過程周期模型和即時(shí)周期模型，對(duì)VBR視頻流分別進(jìn)行了基于在線測量和基于等效帶寬的調(diào)度與接納研究。算法以提高服務(wù)器的磁盤I/O帶寬和緩存的綜合利用率為目的，以在線測量剩余系統(tǒng)資源和周期容限為依據(jù)，對(duì)調(diào)度周期進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，使得系統(tǒng)所剩資源處于一種動(dòng)態(tài)的平衡過程，避

3、免了單一資源持續(xù)成為瓶頸而浪費(fèi)其它系統(tǒng)資源，從而大大提高了有限資源的利用率、并發(fā)流數(shù)和算法的可實(shí)現(xiàn)性。 網(wǎng)絡(luò)帶寬的有限性也給VBR視頻流的傳輸帶來了不容忽視的挑戰(zhàn)。本文從兩方面研究了VBR視頻流在有限帶寬網(wǎng)絡(luò)的傳輸問題。一是通過對(duì)視頻內(nèi)容的運(yùn)動(dòng)復(fù)雜度和人眼對(duì)視頻內(nèi)容的惰性的分析，根據(jù)視頻流本身的特性和丟幀歷史實(shí)時(shí)調(diào)整各流的丟幀優(yōu)先級(jí)，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載加重時(shí)適當(dāng)丟棄一些B幀，以提高網(wǎng)絡(luò)的利用率和接納率。另一方面，通過對(duì)VBR視頻的編碼結(jié)

4、構(gòu)、內(nèi)容相關(guān)性、碼流統(tǒng)計(jì)特性以及鏡頭切換的分析，研究了I幀、P幀、B幀各自的相關(guān)性以及它們之間比例的統(tǒng)計(jì)性、跟蹤性，提出了針對(duì)不同類幀的基于幀間比例的預(yù)測(IFPP)算法，并以預(yù)測結(jié)果為依據(jù)為視頻流動(dòng)態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)帶寬，仿真結(jié)果表明，該算法不但大大改進(jìn)了基于GOP間參考的預(yù)測(IGRP)算法的性能，而且明顯降低了VBR視頻流的突發(fā)性和自相似性對(duì)網(wǎng)絡(luò)緩存和排隊(duì)性能所造成的影響。 接下來，研究了變比特率數(shù)據(jù)流在web服務(wù)器的接納過程。通