可扩展编码分组标记策略的研究

论文摘要

视频通信以其直观性、确切性、生动性的特点在多媒体通信中占有重要的地位，实现数字视频在互联网上的实时传输是视频通信的主要研究方向之一。尽管网络交换设备不断发展，但仍不能满足人们日益增长的带宽需求。互联网改造的困难促使能够自适应网络条件的流媒体可扩展编码技术应运而生。随着H.264／AVC-SVC（H.264／AVC-Scalable Video Coding）标准化的来临，可扩展编码技术成为视频编码研究的热点和发展趋势。但是目前网络交换设备并不支持可扩展编码，一定程度上限制了可扩展编码技术优势的发挥。本文讨论了可扩展编码的发展情况，分析了目前交换机主流调度算法，在此基础上，针对目前交换机不支持可扩展编码码流的现状，设计了一组可扩展编码分组标记策略。在该策略中，本文设计了一个能使交换机易于识别可扩展编码码流以及可扩展编码不同层次分组的标记字段；同时，对RTP进行扩展，从而简化了该标记字段的映射并实现了动态优先级；然后，基于该标记字段和RTP扩展设计了一个RTP／RTCP传输框架；并对基于拥塞率反传的拥塞控制算法（CRFCC）进行扩展，从而使其对可扩展编码技术更具有针对性。最后，本文基于丢包信道分别对标记和未标记的可扩展编码码流进行模拟测试，视频测试序列包括静物图像、人物图像和运动图像；并且，对不同优先级级数的可扩展编码进行对比测试。实验结果说明了本标记方法有助于提高可扩展编码的网络适应性和用户端视频的完整性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究意义
• 1.2 研究内容
• 1.3 论文的组织结构
• 2 流媒体可扩展编码技术
• 2.1 流媒体简介
• 2.2 H.264压缩编码标准简介
• 2.3 流媒体发展所面临的问题
• 2.3.1 流媒体在网络传输中遇到的问题
• 2.3.2 流媒体传输模型的转变
• 2.4 流媒体自适应方法研究
• 2.4.1 传统自适应方法
• 2.4.2 可扩展编码技术
• 2.5 本章小结
• 3 交换机调度算法研究现状
• 3.1 交换机的排队结构
• 3.1.1 输入排队
• 3.1.2 输出排队
• 3.1.3 组合输入输出排队
• 3.2 交换机主要调度算法
• 3.2.1 基于输入排队的调度算法
• 3.2.2 基于输出排队的调度算法
• 3.2.3 基于组合输入输出排队的调度算法
• 3.3 支持优先级的输入排队调度算法
• 3.4 本章小结
• 4 可扩展编码分组标记策略
• 4.1 可扩展编码标记字段的设计背景
• 4.1.1 可扩展编码标记字段的设计目的
• 4.1.2 可扩展编码的特点
• 4.1.3 现有主要字段
• 4.2 可扩展编码标记字段的实现——IP eTOS
• 4.2.1 IP eTOS标记字段的设计
• 4.2.2 可扩展编码IP eTOS字段的设定值
• 4.3 可扩展编码分组标记策略的RTP扩展
• 4.3.1 扩展RTP的原因
• 4.3.2 RTP包的扩展
• 4.3.3 动态优先级的设计
• 4.4 基于可扩展编码分组标记策略的传输框架
• 4.4.1 传输模型框架
• 4.4.2 eRTP封装与传输
• 4.4.3 UDP和TCP封装与传输
• 4.4.4 IP封装与传输
• 4.4.5 交换机的传输
• 4.4.6 eRTP接收与解封
• 4.5 基于可扩展编码分组标记策略的拥塞控制
• 4.5.1 现有流媒体端到端拥塞控制
• 4.5.2 基于可扩展编码分组标记策略的拥塞控制框架
• 4.5.3 网络信息的反馈
• 4.5.4 网络状态的划分及动态优先级的实现
• 4.5.5 可扩展编码分组标记策略的拥塞控制
• 4.6 本章小结
• 5 可扩展编码分组标记策略的实验数据分析
• 5.1 实验目的
• 5.2 实验参数设置
• 5.3 实验数据结果
• 5.3.1 静物图像对比测试
• 5.3.2 人物头像图像对比测试
• 5.3.3 运动图像对比测试
• 5.3.4 不同优先级模式对比测试
• 5.3.5 实验结论
• 5.4 本章小结
• 6 总结和展望
• 致谢
• 参考文献