視頻流化自適應錯誤控制技術研究.pdf

1、隨著多媒體技術的快速發(fā)展和網(wǎng)絡的推廣普及，基于Intemet的流媒體應用尤其是視頻流化應用在教育、科研、商業(yè)以及遠程醫(yī)療等領域得到了廣泛的應用，并且顯示出了強勁的增長趨勢。近幾年來，無線通信技術3G也有了長足的發(fā)展，世界各大技術廠商和運營商都對其投入了大量的人力物力進行推廣和研究，而3G的一個核心業(yè)務就是寬帶無線多媒體應用。由此可見，流媒體應用具有重要的研究和應用價值。但是目前的Intemet還不能為流媒體應用提供很好的網(wǎng)絡傳輸服務，還

2、有很多問題需要解決。本文主要針對在網(wǎng)絡中傳輸視頻過程中視頻數(shù)據(jù)的錯誤控制問題進行研究，主要的研究內(nèi)容如下： 1．自適應的MPEG視頻流前向糾錯算法 網(wǎng)絡視頻應用經(jīng)常會受到數(shù)據(jù)丟包丟失或錯誤以及網(wǎng)絡帶寬資源不足的干擾。相關研究表明：在多數(shù)情況下，動態(tài)變化的網(wǎng)絡帶寬和丟包率是影響視頻流化質(zhì)量的關鍵因素。因此為了保證視頻質(zhì)量，可以采用前向糾錯編碼(FEC:Forward Error Correction)來提高視頻數(shù)據(jù)傳輸

3、的可靠性；同時為了適應網(wǎng)絡狀態(tài)的變化，發(fā)送端可以調(diào)節(jié)視頻數(shù)據(jù)的發(fā)送速率，并在視頻源數(shù)據(jù)與FEC數(shù)據(jù)之間合理分配網(wǎng)絡傳輸帶寬。本文首先通過對視頻流結(jié)構(gòu)的分析，在充分考慮幀之間的依賴關系和幀類型的基礎上提出了一種幀的解碼模型；在此基礎上，建立了用于在視頻源數(shù)據(jù)和FEC數(shù)據(jù)之間分配網(wǎng)絡帶寬資源的優(yōu)化算法。實驗表明：該模型可以有效地適應網(wǎng)絡狀態(tài)的變化，并通過優(yōu)化分配網(wǎng)絡帶寬資源來增加接收端接收幀的數(shù)量。 2．FGS視頻均等質(zhì)量流化算法

4、 精細粒度擴展編碼(FGS:Fine-Granularity-Scalability)由于具有很強的靈活性和較好的視頻流化性能已經(jīng)被MPEG-4和H.26L等標準所采用。FGS一個突出的特點是可以隨意裁減以適應網(wǎng)絡帶寬的變化，但是簡單的裁減方法容易造成連續(xù)圖象質(zhì)量抖動過大，而用戶通常希望圖象質(zhì)量盡可能的平滑。本文在相關研究的基礎上，分別討論了在無損和有損條件下進行FGS編碼均等質(zhì)量流化的算法。本文的算法基于FGS的分段線性率失

5、真模型和滑動窗口，在無損條件下使用二分法在當前窗口中的所有幀之間進行速率分配以實現(xiàn)均等質(zhì)量流化；在有損條件下通過自適應的啟發(fā)式算法并結(jié)合前項糾錯技術來達到同樣的目的。實驗結(jié)果表明，在兩種情況下，本文的算法均可以獲得較好的流化效果，與對比實驗的結(jié)果相比連續(xù)圖像質(zhì)量的變化更加平滑。 3．自適應的視頻流化錯誤控制策略 在視頻流化中，為了保證接收端的視頻質(zhì)量同時使流化系統(tǒng)有較高的使用效率，計算復雜度、碼率和延遲是視頻流化錯誤

6、控制技術必須權(quán)衡的三個因素。在實際應用中尤其是在無線應用中，接受端所能允許的計算復雜度、碼率和延遲往往隨著外界條件而不斷變化的。本文提出一種自適應的視頻流化錯誤控制策略，即：對于某一個具體的應用，中國科學院博士學位論文一視頻流化自適應錯誤控制技術研究不但應該根據(jù)初始狀態(tài)下這三項指標的允許值選擇適當?shù)囊曨l流化錯誤控制方案，還應該根據(jù)這三項指標的允許值的變化而動態(tài)地改變所采用的視頻流化錯誤控制方案。為了達到這個目標，需要準確預測計算復雜度、