基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量自適應(yīng)控制的研究.pdf

1、利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)條件，提供良好的視頻質(zhì)量，是面向通信傳輸?shù)囊曨l系統(tǒng)需要長期面對的問題。本文研究的重點是在IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化的情況下，實時有效地控制視頻質(zhì)量，保證給終端用戶提供良好的視頻服務(wù)。取得的研究成果和創(chuàng)新如下： 1．提出了一個IP網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量自適應(yīng)控制的機(jī)制提出了一套對IP網(wǎng)絡(luò)流量、擁塞等變化環(huán)境自適應(yīng)調(diào)整的視頻質(zhì)量控制機(jī)制，由編碼端和解碼端的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控單元形成反饋系統(tǒng)。解碼端檢測網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，藉以調(diào)節(jié)接收端視頻緩沖區(qū)，改善回放視頻質(zhì)

2、量；編碼端得到網(wǎng)絡(luò)反饋參數(shù)后，自適應(yīng)的控制畫面和宏塊層的目標(biāo)碼率和量化參數(shù)，進(jìn)行精細(xì)分配和控制，從而減少了網(wǎng)絡(luò)擁塞，改善了系統(tǒng)QoS。 2．提出了相似拉普拉斯率失真模型－SL視頻壓縮的速率控制，就是預(yù)估一組量化參數(shù)，使得在壓縮速率的限制下，達(dá)到失真最小的結(jié)果。本文由DCT量化后系數(shù)的分布概率，結(jié)合拉普拉斯概率密度函數(shù)，推導(dǎo)出拉普拉斯率失真控制模型。利用此模型，設(shè)計實現(xiàn)了發(fā)送端畫面和宏快層的速率控制函數(shù)；發(fā)送端緩沖區(qū)的上、下溢出界

3、限公式；FGS增強(qiáng)層碼率比例截取算法等。實驗結(jié)果表明，使用SL模型在編碼穩(wěn)定性和視頻質(zhì)量變化上總體提高了32.96％。 3．提出了計算網(wǎng)絡(luò)帶寬逐次趨穩(wěn)和加權(quán)可調(diào)擁塞算法傳統(tǒng)的AIMD算法采用的是加增倍減的方法來探測網(wǎng)絡(luò)擁塞，帶來的視頻質(zhì)量波動較大。本文提出逐次趨穩(wěn)算法，在端到端之間定期發(fā)送測試包，根據(jù)丟包率，使用迭代方法，計算網(wǎng)絡(luò)流量變化，平穩(wěn)快速地使目標(biāo)速率在最大可用帶寬附近變化，減少了視頻質(zhì)量波動。試驗數(shù)據(jù)表明，該算法具有較

4、好的收斂性和平滑性。根據(jù)逐次趨穩(wěn)算法得到的目標(biāo)碼率，本文使用比例因子加權(quán)調(diào)整發(fā)送速率，最終發(fā)送的視頻速率符合網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求。實驗表明，該擁塞算法與AIMD相比，具有較快的反應(yīng)能力和良好的TCP友好性。 4．提出一種FGS重發(fā)/重收和空域的錯誤控制機(jī)制及魯棒打包方案設(shè)計了FGS的基本層和增強(qiáng)層重發(fā)/重收策略，并且把增強(qiáng)層利用位平面編碼分解為多個數(shù)據(jù)包。重新設(shè)計了新的UDP數(shù)據(jù)包包頭，便于高效、魯棒傳輸視頻數(shù)據(jù)；對于空域分層編碼，提

5、出了區(qū)別于ARQ的I畫面錯誤恢復(fù)手段，同時采用后向錯誤定位方法來恢復(fù)P畫面，實驗表明，與計算宏塊中所有象素值的方法相比，恢復(fù)P畫面的計算量僅為21.8％。利用RTP包和編碼宏塊尺寸的比較關(guān)系，提出了一種魯棒的編碼端數(shù)據(jù)打包機(jī)制－1 FlexMux，降低分組之間的相關(guān)性，提高了I畫面的魯棒性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)砣麜r(平均丟包率為15％～20％)，使用相同的視頻測試集，采用本文的視頻質(zhì)量自適應(yīng)控制機(jī)制，綜合各個分部件測試單元的結(jié)果，和沒有采用