基于提升小波的两阶段多描述图像编码

为了提高图像在不可靠网络传输中的鲁棒性,提出一种基于提升小波的两阶段多描述编码。基本思想是通过描述生成算法形成描述,分别对每一个描述进行插值;对描述进行提升小波变换和EZW编码;将编码之后的数据作为第一阶段的数据在信道传输。第二阶段的数据由第一阶段的数据解码和提升小波系数做差分形成,然后进行EZW编码在信道传输。实验结果表明,该方案能够达到较好的冗余控制,提高图像的重构效果。     

拥塞控制:无线传感器网络可靠数据传输的保证

无线传感器网络是一种新型的数据感知技术,由于网络由大量资源有限的传感器节点组成,并且容易受到环境干扰等因素的影响,数据在网络中传输时可能产生拥塞,造成数据传输不可靠,因此在无线传感器网络中设计合适的拥塞控制协议,进行可靠数据传输是很有必要的.分析了国内外已有的拥塞控制协议,指出了设计拥塞控制协议的一些考虑因素.     

面向遥感影像的JPEG2000优化压缩算法

在常规的JPEG2000压缩框架下,提出一种面向遥感影像的JPEG2000优化压缩算法,对遥感图像整体处理传输耗时进行分段处理,在EBCOT编码中合并编码通道扫描过程及编码过程,实现对遥感图像编/解码过程用时的优化,在小波变换后清除高频子带小波系数中非重要的背景信息,并缩减相对重要信息的处理过程,从而缩短了与压缩比和图像大小密切相关的传输时间。实验结果表明,该算法在几乎不影响遥感图像质量的情况下可以显著提高遥感图像整体压缩、传输和重构的效率,缩短其处理耗时。     

命名数据网络中基于自适应转发的拥塞控制机制

为了提高命名数据网络NDN(Named Data Networking)中视频数据的可靠传输,站在客户端的角度,提出一种基于自适应转发的拥塞控制机制AFCCP(Adaptive Forward Congestion Control Policy)。AFCCF以网络丢包最小化为目标,为接口的选择建立马尔科夫模型,通过前一时间间隔链路的状态,自适应地选择最佳的转发接口,减少兴趣包向拥塞链路的转发,降低网内的丢包数目,实现网络拥塞控制。在此基础上,AFCCF针对视频数据内部属性,考虑解码端特点,在网络发生丢包时,选择性地对数据包丢弃,实现视频内部重要数据的可靠传输。仿真结果表明,AFCCP在较低时延的条件下,实现网络较小的丢包率,增加用户接收数据包的数量,从而改善用户获取数据体验。     

能量优先的无线传感器网络拥塞缓解机制

为适应无线传感器网络大数据量传输的需求,提出一种基于能量优先的拥塞缓解机制(PECR)。根据网络对整体能耗的要求,将节点剩余能量作为一项重要参考指标。节点周期性地检测缓冲区队列占用率来确定当前拥塞度,当拥塞发生时,节点依据拥塞度和剩余能量两项属性,尝试在拥塞节点周围建立临时最佳路径进行分流调节。实验结果表明,采用该机制时,在有节点冗余的网络区域内,可降低节点能耗,提高网络整体生存寿命。     

基于ARMA预测的无线监控系统可靠传输机制

无线监控网络易受衰减、多径、盲区等不利因素影响,经常出现局部节点负载过大而导致拥塞现象的发生,导致数据可靠传输得不到保障.从拥塞控制角度,提出了一种基于拥塞预知的改进的拥塞控制算法.该算法基于主动避免拥塞的设计思想,在选取路由时考虑链路质量指标LQI,并依据ARMA预报算法获得未来时刻的网络流量预报值,由此判断节点的拥塞程度以便预先采取措施,最终实现拥塞自适应控制.实验结果表明,该算法能提升无线监控系统数据传输的可靠性,并能显著提高吞吐量.     

差异化可靠传输拥塞控制算法

随着网络通信技术和应用的快速发展, 应用程序提出越来越精细化、差异化的数据传输性能需求, 然而传统网络传输协议较低的灵活性导致其无法满足各类应用的差异化需求, 亟需研究差异化的可靠传输控制协议以适应未来场景. 本文提出一种差异化可靠传输协议, 并重点提出一种基于可靠度的差异化可靠传输拥塞控制机制, 为不同的可靠度差值设计不同的拥塞避免和拥塞恢复策略, 并通过带宽估计策略精准调节拥塞阈值. 经实验验证, 差异化可靠传输拥塞机制在传输效率方面相比基于丢包和基于时延的拥塞算法有较大提升, 同时实现了良好的公平性.     

认知网络中基于服务信息的队列管理算法

通过感知网络外部环境,认知网络能够自主地调节并分配网络资源,从而保证网络服务的正常运行。当发生网络拥塞时,当前普遍应用的主动队列管理算法只能从数据层面对数据包进行丢弃,不具备服务QoS对底层队列的调控。本文针对以上问题,提出了一种综合服务等级以及服务传输特点的队列管理算法,引入了服务对数据队列的参与调节模型,保证了在网络拥塞环境下特定服务的服务质量。使用Matlab对算法进行仿真,表明该算法在发生网络拥塞时,能够依据服务等级和服务传输特点对数据队列进行调节,从数据层面体现了服务层面的优先策略,从而保证了高级别服务的服务质量。     

三维地形模型流式传输方法

为满足基于网络的大规模地形漫游系统中有限的网络带宽与海量地形数据之间的矛盾,提出了一种三维地形流式渐进传输方法。该方法在服务器端对地形数据进行预处理,首先将地形数据进行分块,再对分块后的数据进行小波变换,最后用多级树集合分裂(SPIHT)算法将变换后的数据组织成多条渐进码流。客户端在运行时根据视点的位置,漫游的速度和方向确定周围各地块的传输规则,使各地块的传输量进行自适应调整,同时采用二级缓存机制缓解网络拥塞时数据供应压力。实验表明,该方法能很好地支持客户端基于GPU的多分辨率地形构造并在各种网络带宽情况下保持较高的绘制帧率,保证网络交互绘制的实时性。     

一种改进的TCP拥塞控制算法及仿真

TCP协议提供面向连接、可靠的服务,但应用于时延敏感的实时网络时,并不能保证实时性。当网络负载过大时,会出现拥塞、传输延迟和丢包等问题。为了降低网络拥塞概率,提出了一种改进的TCP拥塞控制算法TCP-EB。该算法根据确认数据包的速率估计网络可用带宽,调整拥塞窗口的大小,提高带宽利用率。出现拥塞时,对窗口衰减速度进行限制,保证传输的优先级高于其他数据流。最后将TCP-EB与传统拥塞控制算法TCP Reno、TCP Vegas进行比较,结果表明,提高了网络吞吐量和网络传输的平滑性。     

基于预取的流视频带宽适应性传输算法

IP网络带宽的动态特性是流视频要面临的关键问题.可伸缩编码的视频具有带宽适应性,但由于其每一层编码通常是变比特率的,那么在视频传输中,为迎合动态传输带宽,如何裁减这种分层的变比特率视频,并极大化一定的目标性能,需要传输优化.针对上述问题,提出了一个预取或缓冲优化的流视频带宽适应性传输框架,将裁减策略放到一个窗口来考虑,解决了窗口内的最小裁减量问题,其带宽适应性粒度在理论上可以细化到"比特位",并为其他裁减算法提供综合优化的计算平台.     

Distributed Collaboration for Enhanced Sender-Driven Video Streaming

We propose a sender-driven system for adaptive streaming from multiple servers to a single receiver over separate network paths. The servers employ information in receiver feedbacks to estimate the available bandwidth on the paths and then compute appropriate transmission schedules for streaming media packets to the receiver based on the bandwidth estimates. An optimization framework is proposed that enables the senders to compute their transmission schedules in a distributed way, and yet to dynamically coordinate them over time such that the resulting video quality at the receiver is maximized. To reduce the computational complexity of the optimization framework an alternative technique based on packet classification is proposed. The substantial reduction in online complexity due to the resulting packet partitioning makes the technique suitable for practical implementations of adaptive and efficient distributed streaming systems. Simulations with Internet network traces demonstrate that the proposed solution adapts effectively to bandwidth variations and packet loss. They show that the proposed streaming framework provides superior performance over a conventional distortion-agnostic scheme that performs proportional packet scheduling on the network paths according to their respective bandwidth values.     

边缘计算中面向多码率视频的缓存、转码和传输联合优化策略

结合边缘缓存技术与流媒体传输技术能有效提升视频服务质量,为降低视频内容提供商的边缘资源租赁成本,提出一种视频缓存、转码和传输联合优化策略.首先,综合考虑视频的缓存、转码、边缘传输和云端传输的成本,以最小总租赁成本为目标建立整数规划模型,并证明其NP-complete性质;其次,根据历史请求数估计视频流行度变化,并对流行视频进行缓存;最后,基于视频的缓存状态,为用户的请求选择成本最低的响应方式.仿真实验表明,所提策略与现有策略相比,可提升请求命中率并有效降低内容提供商的资源租赁成本.     

Software-Defined Multicast for Over-the-Top and Overlay-based Live Streaming in ISP Networks

The increasing amount of over-the-top (OTT) live streams and the lack of global network layer multicast support poses challenges for a scalable and efficient streaming over the Internet. Content Delivery Networks (CDNs) help by delivering the streams to the edge of almost every Internet Service Provider (ISP) network of the world but usually also end there. From there on, the streams are to be delivered to the clients using IP unicast, although an IP multicast functionality would be desirable to reduce the load on CDN nodes, transit links, and the ISP infrastructure. IP multicast is usually not available due to missing control and management features of the protocol. Alternatively, Peer-to-Peer (P2P) mechanisms can be applied to extend the overlay multicast functionality of the CDN towards the clients. Unfortunately, P2P only improves the situation for the CDN but makes it more challenging for the ISP as even more unicast flows are generated between clients inside and outside the ISP network. To tackle this problem, a Software-Defined Networking-based cross-layer approach, called Software-Defined Multicast (SDM), is proposed in this paper, enabling ISPs to offer network layer multicast support for OTT and overlay-based live streaming as a service. SDM is specifically tailored towards the needs of P2P-based video stream delivery originating from outside the ISP network and can easily be integrated with existing streaming systems. Prototypical evaluations show significantly improved network layer transmission efficiencies when compared to other overlay streaming mechanisms, down to a level as low as for IP multicast, at linearly bounded costs.     

流媒体直播系统的多路并发流自适应传输控制

为了解决流媒体直播在Internet中传输带宽不足、用户接入多样性等问题,本文探讨了流媒体在IP网络中一般的传输控制技术,提出了一种基于联播的流媒体实时传输控制策略以适应网络带宽的动态变化。首先通过组播方式以及RTP/RTCP协议实现流媒体的实时传输;之后对自适应传输的算法进行了详细的分析和设计,并采用多线程技术实现了网络状况监测和实时码流切换控制;最后通过研究及实验数据分析对比,证明该方案可提高多路并发流传输效率的有效性,并且可以给客户端用户带来较好的用户体验。     

Optimized scalable cache management for video streaming system

An important research issue in video streaming is how to efficiently utilize the network resources to provide clients instant access to multiple video objects. Caching strategy and transmission scheme are the two essential points inside the video streaming framework. Recent research efforts on them are not sufficient due to their inflexible support for scalable encoded video streams and heterogeneous requests from clients. In this paper, we propose an optimized caching strategy (OCS) and a scalable transmission scheme (STS) for scalable coded video streaming. By exploring the characteristics of video streaming workload and system design objectives, OCS and STS work efficiently to minimize both network bandwidth cost and user access latency. Firstly, we analyze the caching problem for the proxy-assisted video streaming system and derive a maneuverable caching scenario. Secondly, we develop an efficient transmission scheme for scalable coded videos. Thirdly, we formulate a multi-objective optimization model with closed-form expressions to obtain the optimized caching strategy. Finally, with designed algorithms, an excellent compromise between two competing objectives (minimizing the bandwidth cost and the access latency) is achieved. We start our evaluation by studying the optimized caching strategy for a single video object. Then we apply the strategy to multiple video objects and illustrate the tradeoff between the optimization objectives. Our evaluation results show that compared with other caching strategies, the proposed optimized scalable caching strategy can achieve a significant reduction in bandwidth cost with even a small proxy cache size. Meanwhile, the best performance (in terms of bandwidth cost) is obtained together with the proposed scalable batch-patching transmission scheme.

基于视频业务质量优化的认知无线电传输信道选择

认知无线电网络中,次级用户选择信道的传统技术基于信道特性对传输信道进行随机选择,忽略了应用层视频业务对信道质量的要求。针对该问题提出了一种基于视频业务质量优化的信道选择技术,优化视频业务端到端的传输质量。通过最小化端到端视频失真,跨层优化综合选择物理层传输信道、自适应调制与编码模式以及应用层的编码量化参数。该方法在多信道认知无线电网络下进行了大量的视频传输仿真模拟实验。实验结果表明该方法能够比不含信道选择的跨层优化方法提高认知无线电网络下次级用户的视频传输业务客观质量1.5 dB以上。     

基于Ad hoc网络的联合多描述分层编码新方法*

提出了一种基于Ad hoc网络中视频传输的自适应插入过渡帧的联合多描述分层编码(AFI-MDLC)新方法.该方法根据相邻帧的相对运动自适应地插入过渡帧,然后将视频序列分成两个描述子,描述子独立分层编码后,生成各自的基本层和增强层,每个描述子具有独立的预测环路.多路径传输策略用于AFI-MDLC数据传输,同时利用ARQ反馈信道状态,实时调整传输策略.实验结果袁明,该方法与以往方法相比,能够有效地缓解误匹配问题,帮助解码器快速从随机错误或突发错误中恢复,提供更加稳定的重建视频质量.     

基于位置重排的视频不等纠错保护方法

针对基于DCT变换的视频压缩码流，该文提出了一种可有效改善其抗误码性能的收发交互不等纠错保护算法．主要思想是在宏块层对不同数据信息进行位置重排，使DCT系数按重要性重新排列，然后通过EREC算法提高宏块头等同步信息的抗误码性能．在信道编码部分，该算法依据译码端反馈的信道状态参数实时调整待传输的比特数和RCPC编码速率，从而实现收发交互的不等纠错保护(IUEP)．仿真结果表明，该文算法在高误码率信道下能较大程度地改善解码PSNR值，其性能明显优于UEP、EEP等方法．     

视频流传输中的网络编码综述

网络视频应用增长迅猛,利用网络编码（NC）来提高网络吞吐量和传输可靠性进而改善视频流传输质量成为研究热点。针对如何优化网络编码进行视频流传输这一问题,必须要结合视频流自身特性作出改进并综合考虑所处的网络环境,才能充分发挥网络编码的优势。首先回顾了网络编码的基本概念和方法;然后对网络编码应用于视频流传输时需要考虑的视频业务特性,包括进行不等差错保护以优先保障重要等级视频数据包、降低数据包传输延迟以满足视频流实时性需求、增强网络差错恢复策略以提升传输可靠性等作了分析和归纳;接着阐述了基于网络编码的视频流传输策略在包括P2P、多源协作及内容中心网络等典型场景中的应用;最后对网络编码应用于视频流传输的研究趋势进行展望。