視頻自適應傳輸技術的研究.pdf

1、隨著網絡技術和多媒體技術的快速發(fā)展，人們對視頻會議、視頻監(jiān)控等視頻通信服務的需求也迅猛增長。盡管目前網絡帶寬呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，然而IP 網絡的體系結構決定了其僅能提供盡力而為(Best-effort)的傳輸服務，沒有服務質量保障(QOS)，難以保證視頻傳輸所需的穩(wěn)定帶寬，這將導致網絡擁塞，使得視頻數據在傳輸過程中大量丟失，引起接收到的視頻圖像質量下降。如何在IP 網絡環(huán)境下盡可能提高視頻圖像的傳輸質量，是網絡視頻領域的研究熱點，也是視

2、頻通信所必須解決的關鍵問題。 網絡視頻通信是一個具有挑戰(zhàn)性的研究課題，它涉及到視頻編碼、速率控制、擁塞控制等多個研究領域，目前對基于協(xié)議中的擁塞控制研究較多，而對視頻通信中擁塞控制的研究多停留在理論階段，大多數視頻傳輸系統(tǒng)還缺乏有效的擁塞控制機制。 本文以網絡視頻通信為應用背景，深入分析了傳統(tǒng)的網絡傳輸控制，在此基礎上，研究了視頻流自適應傳輸技術。該技術主要由網絡自適應擁塞控制技術和視頻自適應速率控制技術構成。網絡自適應

3、擁塞控制技術采用與友好的擁塞控制機制，平滑擁塞窗口，制定平滑的數據傳輸帶寬，視頻自適應速率控制技術根據傳輸帶寬控制視頻傳輸速率。應用視頻流自適應傳輸技術開發(fā)的基于NS2的視頻傳輸原型系統(tǒng)能夠自動適應網絡擁塞狀況，緩解網絡擁塞，提高視頻傳輸質量。 本文主要解決了以下幾個問題:(1)研究了基于網絡的擁塞控制機制，提出了基于幀類型的區(qū)分優(yōu)先級傳輸策略，解決了傳統(tǒng)的RED算法無法判斷視頻幀的類型而造成對視頻數據的不公平傳輸。 (2

4、)研究了基于終端的擁塞控制機制，對當前的基于終端的擁塞控制技術進行了分析，深入地研究了的基于窗口的擁塞控制機制，針對擁塞控制機制的不足，提出了本文的網絡自適應擁塞控制的算法和實現(xiàn)策略。本文擁塞控制機制引入了“隨機化”的概念來控制數據包的傳輸時間，并且利用較為“平和”的擁塞窗口調節(jié)方式來控制擁塞窗口。實驗表明，本文提出的擁塞策略能夠很好地減少數據包丟失，平滑數據包的傳輸速率，并且是友好的。適合用于視頻的傳輸。 (3)本文將自適應擁塞

5、控制技術應用在網絡視頻傳輸系統(tǒng)中，提出了基于NS2的網絡視頻傳輸系統(tǒng)的方案，并在方案中加入了自適應的緩沖機制，緩沖機制引入了丟包策略保證了重要視頻數據的傳輸，控制了輸出視頻的速率，進一步減少數據包丟失，緩解網絡擁塞。最后完成了視頻流自適應通信技術在發(fā)送端和接收端的具體實現(xiàn)。實驗驗證本文提出的系統(tǒng)的有效性，并且實驗的結果表明傳輸后視頻的主觀和客觀質量都得到了一定的提高。 本文的研究成果和設計思路對網絡自適應視頻傳輸系統(tǒng)的設計具有很