视频分层组播系统的设计与实现

论文摘要

随着多媒体技术与宽带网络的发展,视频组播技术在视频会议、远程教学、实时视频直播等方面得到了广泛的应用。组播将一份数据同时发送给一组特定的用户,避免了数据的重复发送。当组中成员处于异质网络环境时,它们接收数据的速度是有差异的,单一速率的服务必然会导致或者某些链路出现拥塞,或者某些链路中的带宽没有得到充分利用。同时现在流行的一些视频编码标准大多采用了帧间压缩算法。一个关键帧的丢失或误码会导致随后的数个视频帧不能实现解码。因此,研究一种分层编码并传输、用户可以根据所处的网络环境接收不同速率的视频码流的视频分层组播技术具有非常重要的现实意义。本文对视频编解码技术及组播技术进行了概述,分析了IP 视频组播中存在的主要问题,并通过对视频可扩缩编码技术、实时传输技术、网络QoS 技术的分析和综合应用,提出一套接收端驱动的视频分层组播方案并实现了原型系统。在这个系统中,视频服务器将原始视频数据分层编码,最重要的特性被编码为基本层,能够独立实现解码,而其他的层称为增强层,能够累进优化视频质量; 网络传输时,在IP 数据包头标识出视频数据的层次信息,并对应不同的服务等级; 接收端通过选择合适的服务级别来调整接收速率,服务等级越高则累计接收到的视频层数越多; 利用RSVP 信令来实现服务级别申请的汇聚和中间节点处的视频流分发与过滤。同时,当网络状况发生变化时,客户端通过监控网络QoS 来动态调整申请级别以实现最优服务。试验结果表明:接收端驱动的分层视频组播服务能够保障重要信息的成功传输,为处于异质网络环境中的用户提供多速率的服务,保证较好的服务质量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景以及目前存在的问题
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究任务和内容
• 1.4 论文内容安排
• 2 视频编解码技术
• 2.1 视频压缩原理
• 2.2 常用图像/视频压缩算法
• 2.3 视频压缩主要标准
• 2.4 视频可扩缩编码技术
• 2.5 本章小结
• 3 IP 视频组播技术
• 3.1 IP 组播技术
• 3.2 流媒体网络传输和控制协议
• 3.3 IP 视频组播技术的特点和存在的缺陷
• 3.4 本章小结
• 4 视频分层组播方案
• 4.1 视频分层组播方案分析
• 4.2 原型系统系统功能设计与实现
• 4.3 本章小结
• 5 原型系统性能测试与结果分析
• 5.1 实验原型系统拓扑结构
• 5.2 原型系统性能测试与结果分析
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文目录
• 附录2 攻读硕士学位期间完成的科研项目