DASH中的自適應(yīng)視頻傳輸算法.pdf

1、隨著多媒體技術(shù)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)移動(dòng)多媒體服務(wù)的需求快速增長。最近的研究表明，視頻業(yè)務(wù)已經(jīng)占據(jù)移動(dòng)數(shù)據(jù)總量的66％，就國內(nèi)而言更是達(dá)到了69.3％。傳統(tǒng)的流媒體服務(wù)多采用的是RTP/RTSP協(xié)議。然而，由于對(duì)于防火墻和NAT等網(wǎng)關(guān)兼容性不好，并且需要配置專有的流媒體服務(wù)器，安裝、維護(hù)復(fù)雜，阻礙了其大規(guī)模的部署。因而，逐漸被基于HTTP協(xié)議的流媒體服務(wù)所取代。無線環(huán)境下，受干擾、用戶移動(dòng)等因素的影響，信道質(zhì)量隨機(jī)變化。為保證多媒

2、體服務(wù)的流暢性，這就要求在傳輸過程中，媒體內(nèi)容的碼率能夠自適應(yīng)地變化。因此，基于HTTP的動(dòng)態(tài)自適應(yīng)流媒體傳輸技術(shù)(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP，DASH)應(yīng)運(yùn)而生。因其具有兼容性好、擴(kuò)展性強(qiáng)、易于部署等諸多優(yōu)點(diǎn)，在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界得到了廣泛的關(guān)注。
　　本文針對(duì)DASH在無線環(huán)境下的應(yīng)用，研究相應(yīng)的碼率自適應(yīng)算法。本文的工作可以總結(jié)為:
　　1)簡要地介紹了流媒體系統(tǒng)的組成以及其工

3、作原理，并對(duì)常用的視頻編解碼規(guī)范和格式以及視頻傳輸協(xié)議做了詳盡的描述和比較。同時(shí)，本文對(duì)DASH進(jìn)行了比較細(xì)致地介紹，主要包括DASH的主要特點(diǎn)和工作原理。
　　2)在無線環(huán)境下，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)DASH系統(tǒng)。首先介紹DASH系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，然后介紹了無線環(huán)境DASH系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最后介紹了無線環(huán)境DASH系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。
　　3)針對(duì)無線環(huán)境下的DASH應(yīng)用，提出一種新的碼率自適應(yīng)算法。由于信道的變化和視頻碼率的抖動(dòng)都會(huì)反映在播放緩存

4、的變化上，因此，算法定義接收端的緩沖區(qū)下溢概率來表征視頻碼率和信道吞吐量之間的不匹配程度。本文構(gòu)建了一個(gè)有約束的優(yōu)化問題，即在保持下溢概率在一定范圍內(nèi)，最大化視頻質(zhì)量。假設(shè)緩沖區(qū)下溢是一個(gè)小概率事件，從而基于大偏差原理，構(gòu)建了下溢概率的估計(jì)模型。同時(shí)，利用當(dāng)前被廣泛使用的泊松分布對(duì)視頻幀的到達(dá)過程建模，能夠在線地對(duì)下溢概率進(jìn)行估計(jì)。最后，基于下溢概率，設(shè)計(jì)相應(yīng)的碼率自適應(yīng)算法。
　　4)為驗(yàn)證算法性能，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)原型系統(tǒng)，同時(shí)