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基于可伸缩视频编码技术的网络流媒体系统的研究

作　者: 郭军
导　师: 李学明
学　校: 北京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 流媒体 可伸缩视频编码 网络带宽测量 网络带宽改变 H.264/AVC
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 84次
引　用: 2次
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内容摘要


随着Internet和多媒体技术的不断发展,视频信息更多地转向了网络传输,网络流媒体技术应运而生,并且取得了长足的发展。但是用户需求的多样性、网络的固有特性(异构性、带宽波动性和不可靠性)和视频终端的异构性限制了流媒体技术的发展。网络带宽波动性决定了流媒体服务器很难为不同的客户提供实时的流媒体服务。视频压缩编码已经不能单面向存储,还要适应复杂的网络环境,在保证高压缩效率的前提下,要求视频码流具有一定的可伸缩性,能够适应网络带宽的波动性。针对这一任务的变化,可伸缩视频编码技术应运而生。可伸缩视频编码技术要求编码得到的视频码流可以通过简单的丢包或截断码流等操作提取出具有不同空间分辨率、时间分辨率和码率的码流,要求编码出来的码率具有空域、时域和质量三个方面的可伸缩性。2004年10月的MPEG会议初步决定以德国HHI提出的基于H.264的SVC(Scalable video code)为参考代码,并提出一个软件参考模型SVM。2005年1月,ISO的MPEG和ITU—T的VCEG,同意联合起来将SVC作为H.264／AVC的扩展集并由联合视频组(JVT)提出了草案,收录为H.264／AVC的附录G,此后的每次JVT的会议都围绕着SVC技术对草案进行修订和完善。本文在研究基于H.264／AVC的可伸缩视频编码技术和网络带宽测量技术的基础上,设计和实现了一种基于可伸缩视频编码技术的网络流媒体系统。该系统可以检测当前的网络可用带宽,并根据当前的网络条件选取不同质量层、空间层和时间层的码流传输到客户端,以达到充分利用网络带宽和客户端实时播放的目的。为了验证系统的正确性,搭建了广域网的运行环境,使用Linux下的TC工具实现了改变网络带宽的功能,并在不同网络带宽下,对质量、空间和时间可伸缩性分别进行了验证。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-16
  1.1 课题背景  9-12
    1.1.1 流媒体系统的结构和发展趋势  9-11
    1.1.2 流媒体视频传输所面临的挑战  11-12
  1.2 国内外研究的热点及其现状  12-14
  1.3 论文的研究内容和组织结构  14-16
第二章 基于H.264/AVC的可伸缩视频编码技术  16-27
  2.1 视频编码理论基础  16-19
    2.1.1 视频压缩编码目标  16
    2.1.2 视频压缩的可能性  16
    2.1.3 视频编码系统的基本结构  16-19
  2.2 H.264/AVC编码原理  19-22
    2.2.1 H.264/AVC的编码框图  20
    2.2.2 H.264/AVC中采用的新技术  20-22
  2.3 基于H.264/AVC的可伸缩视频编码  22-27
    2.3.1 可伸缩编码概述  23
    2.3.2 基于H.264/AVC的可伸缩编码结构  23-27
第三章 网络带宽测量  27-39
  3.1 网络带宽测量相关理论  27-31
    3.1.1 带宽测量技术的相关定义  27-28
    3.1.2 网络带宽测量技术分类  28-30
    3.1.3 带宽测量技术性能评价标准  30-31
  3.2 端到端带宽测量模型及其比较  31-34
    3.2.1 探测包间隔模型  31-32
    3.2.2 探测包速率模型  32
    3.2.3 瓶颈链路队列模型  32-33
    3.2.4 几种模型之间的比较  33-34
  3.3 典型可用带宽测量方法介绍  34-39
    3.3.1 TOPP算法  34-35
    3.3.2 SLOPS算法  35-36
    3.3.3 IGI算法  36
    3.3.4 Spruce算法  36-37
    3.3.5 PathChrip算法  37-38
    3.3.6 典型可用带宽测量方法比较  38-39
第四章 系统设计与实现  39-55
  4.1 系统分析  39-40
  4.2 系统设计  40-41
  4.3 系统实现  41-55
    4.3.1 软件开发环境  41
    4.3.2 编码、码流提取、解码和播放的实现  41-43
    4.3.3 网络通信模块的实现  43-48
    4.3.4 网络带宽改变的实现  48-50
    4.3.5 网络带宽测量的实现  50-53
    4.3.6 系统集成  53-55
第五章 系统测试  55-61
  5.1. 测试环境  55
  5.2. 测试方法与结果  55-61
    5.2.1. 测试方法  55
    5.2.2. 测试结果  55-61
第六章 结论与展望  61-63
  6.1 论文工作总结  61
  6.2 下一步工作  61-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
攻读硕士学位期间发表的论文  67

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 图像通信、多媒体通信 > 图像编码
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