流媒體傳輸?shù)募夹g(shù)特點(diǎn)

1、流媒體傳輸?shù)募夹g(shù)特點(diǎn)視頻流式傳輸也稱流媒體是其中一項(xiàng)迅猛發(fā)展的技術(shù)，能夠滿足人們迅即的學(xué)習(xí)娛樂需求。然而，在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行流媒體傳輸，對(duì)視頻壓縮， 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)忍岢隽诵碌奶魬?zhàn)。首先， 由于不同的流媒體應(yīng)用，人們對(duì)流媒體的質(zhì)量、時(shí)延、交互性等要求也不同，所以需要壓縮視頻流具有服務(wù)質(zhì)量的可適應(yīng)性；其次，由于網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性heterogeneity ，服務(wù)質(zhì)量qosqualityofservice 的非確保性best-effortservice ，流媒體傳輸需要面對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸中可能遇到的各種問題，提供擁塞控制、帶寬適應(yīng)性和視頻平滑等等；第三，用戶解碼設(shè)備解碼能力和播放方式的多種多樣，要求壓縮傳輸?shù)囊曨l碼流具

2、有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)來方便設(shè)備多種能力的解碼和播放。所有這些的核心是要求編碼和調(diào)度相配合，在一定的網(wǎng)絡(luò)狀況下，最大限度地滿足客戶端多種應(yīng)用和多層次的需求?？缮炜s性視頻編碼例如mpeg-4fgs 和 jvtsvc 和傳輸是流媒體中一項(xiàng)非常有希望的技術(shù)。本文從最基本的概率統(tǒng)計(jì)，信息論和量化理 論入手，系統(tǒng)而且深入地研究了可伸縮性視頻編碼和傳輸?shù)年P(guān)鍵點(diǎn)：率失真函數(shù)rate-distortionfunction ， 設(shè)計(jì)了新的率失真函數(shù)模型，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了一系列優(yōu)化的視頻編碼和調(diào)度算法。本文主要的內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括：由于廣義高斯分布ggdgeneralizedgaussiandistribution 的高度

3、靈活性， 理論上和實(shí)際中它都可以非常好地描述離散余弦變換dct 和小波變換wavelettransform 的編碼系數(shù)transformcoefficients 。本文通過信息論和量化理論的知識(shí)，分析了廣義高斯分布ggd率失真函數(shù)的基本屬性，數(shù)學(xué)上嚴(yán)格證明了:以峰值信噪比psnrpeaksignalnoiseratio 或信噪比snr 為失真標(biāo)準(zhǔn)，廣義高斯分布ggd 的失真速率函數(shù)distortion-ratefunction 的導(dǎo)數(shù)存在，并且與分布的方差無關(guān)。這樣，實(shí)際中只需研究特定編碼量化模式下ggd 失真速率函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與ggd 形狀參數(shù)的關(guān)系和規(guī)律，就可以重建相應(yīng)編碼模式下的失真速率函數(shù)

4、?；谖黄矫娴木?xì)可伸縮性視頻編碼fgs 是 mpeg-4 標(biāo)準(zhǔn)支持流媒體傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)。為了能夠在不同的傳輸碼率下平滑重建fgs 目標(biāo)視頻流，基于幀的fgs 增強(qiáng)層率失真函數(shù)的獲取是一個(gè)非常關(guān)鍵的問題。本文首先通過廣義高斯分布ggd 描述了 fgs 增強(qiáng)層 dct 系數(shù)的分布。然后分析了fgs 編碼的量化模式，并把它應(yīng)用到ggd 分布上， 得到了 ggd 分布率失真函數(shù)的變化規(guī)律，從而獲得實(shí)際fgs 編碼的率失真函數(shù)的變化規(guī)律，即 fgs 編碼失真速率函數(shù)的導(dǎo)數(shù)先隨著碼率的增加而逐漸減小，然后在碼率比較高的時(shí)候開始隨碼率的增加而緩慢地增加。在以上觀察和分析的基礎(chǔ)上，本文提出了一個(gè)靈活有效的率

5、失真函數(shù)模型去近似實(shí)際的fgs 率失真函數(shù)。大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的有效性。最近，以運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí)域?yàn)V波mctfmotioneompensatediemporalfilter 和 h 264 編碼為基礎(chǔ)的可伸縮性視頻編碼svc 成為研究的熱點(diǎn)，并由jvtjointvideoteam 進(jìn)行 svc相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。本文同樣通過廣義高斯分布ggd 對(duì) svc 質(zhì)量增強(qiáng)層整數(shù)變換后的系數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并將分析得到的svc 量化模式應(yīng)用到廣義高斯分布 ggd 上， 借以得到實(shí)際svc 編碼率失真函數(shù)的變化規(guī)律，即 svc編碼失真速率函數(shù)的導(dǎo)數(shù)一般隨著編碼碼率的增加而逐漸減小，在少數(shù)情況下，當(dāng) svc 增強(qiáng)層

6、變換系數(shù)的ggd 估計(jì)的形狀參數(shù)都很大時(shí)，svc 編碼失真速率函數(shù)的導(dǎo)數(shù)隨著編碼碼率的增加而緩慢增加。因?yàn)?fgs 率失真函數(shù)模型能同時(shí)模擬這兩種情況，所以我們采用同樣的率失真函數(shù)模型去近似實(shí)際svc 編碼的率失真函數(shù)。最新的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的有效性和準(zhǔn)確性。利用已有的率失真函數(shù)模型，本文提出了一種簡單而且快速的恒定質(zhì)量重建調(diào)度算法。算法首先計(jì)算平均分配目標(biāo)碼率時(shí)所有調(diào)度單元以視頻幀或視頻場景scene 為單位的平均視頻質(zhì)量，然后利用此平均質(zhì)量根據(jù)每個(gè)調(diào)度單元的率失真函數(shù)得到調(diào)度單元的初始分配碼率， 接著根據(jù)目標(biāo)碼率和初始分配碼率的誤差，以及調(diào)度單元率失真函數(shù)的斜率最終得到每一調(diào)度單元的碼率分配。算法不需要平滑算法通用的搜索運(yùn)算，計(jì)算復(fù)雜度為 on,大大降低了服務(wù)器計(jì)算量。算法在 fgs 編碼視頻和svc 編碼視頻的平滑實(shí)驗(yàn)上都取得了很好的效果。為了進(jìn)一步地降低視頻服務(wù)器實(shí)時(shí)調(diào)度的計(jì)算量， 本文還提出了fgs 兩層平滑算法.首先我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了fgs 基本層平滑編碼算法，使得視頻傳輸中fgs 基本層有恒定的質(zhì)量，然后根據(jù)