基于MPEG-4 FGS的视频流量模型

目前MPEG-4精细颗粒度可伸缩性(Fine Graruldty Scalability，FGS)编码视频正成为视频流服务的一种主要的业务流，因此，针对MPEG-4FGS视频流量进行建模对于网络性能仿真和通信网络设计具有十分重要的意义。该文首先介绍了MPEG-4FGS编码原理，然后对MPEG-4FGS视频流量的统计特性进行了分析，在此基础上，提出了基于MPEG-4FGS的视频流量模型。实验结果表明，该模型能较好地拟合原视频帧序列大小，且能根据网络带宽的动态变化进行适应的码率分配。     

大型视频组播系统整体效用层次化建模与求解

为了有效地分析和评价大型视频组播系统的自适应方法与技术,文中首先抽象描述了大型视频组播系统整体效用最大化问题,针对该问题集中式求解存在的单点失效、反馈内爆和自适应控制延迟大等缺陷,该文提出了基于瓶颈链路的层次化分解方法,建立了大型视频组播系统整体效用层次化模型,给出了一个基于层次化代理的分布优化求解方法OptUtility算法,可获得大型分层视频组播系统中通过各个层次代理的各个会话的优化带宽、优化的分层数量和各层次优化的发送速率.通过对该算法的计算复杂度的分析与对比实验,证明该算法对于解决大型视频组播系统整体效用优化问题具有较低的计算时间复杂度,容易实现,且实时性能好.     

基于TD-SCDMA无线视频监控编码研究

该文在基于MPEG-4的FGS的基础之上,对其编码算法进行优化,提出适于TD-SCDMA无线网络的无线视频监控编码方案,仿真的结果表明基于MPEG-4的FGS具有较高的信噪比及视觉质量,能够较好的满足无线视频监控的需要。     

一类MPEG-4 FGS流视频传输的质量定义及算法

对MPEG-4 FGS流视频的客观质量及质量变化指标的严格定义,是保证其在IP上有效传输以满足终端表示的可达主观质量的必要手段.基于PSNR（MSE）建立了MPEG-4 FGS流视频的相关客观质量和质量变化指标定义,提出了视频分段场景基础上的质量最优化问题,通过状态迁移图和动态规划解决了FGS流视频的最优传输策略问题.并且用试验数据对FGS流视频的优化传输的控制粒度及实时传输算法进行了对比分析.     

HALVM:一个大型分层视频组播层次化自适应体系

针对端点自适应方法和基于静态配置代理的应用自适应方法无法满足大型视频组播扩展性、动态性和复杂性要求这一难点问题,提出了一个基于自组织代理的视频组播层次化自适应体系HALVM.该体系综合了代理的动态自组织协议和可伸缩性视频转换编码技术,将复杂的大型视频组播应用系统的动态自适应问题分解为层次化的小型视频组播应用子系统,由发送端、接收端和层次化代理分布完成自适应功能,是一个扩展性能好、管理与控制效率高的自适应解决方案.     

基于MPEG-4 FGS视频的流式多播传输

根据流体流量控制机制和MPEG-4 FGS编码视频流精细分级的特点,提出了流式多播方法,该方法中数据不用分层组织且没有加入实验,极大地减少了网络开销.同时,针对视频图像组帧间编码的依赖关系,修正了视频质量PSNR的计算公式,较好地评价视频网络传输质量.对分层多播和流式多播的对比仿真实验表明,流式多播的性能稳定、扩展灵活,便于大规模扩展应用.     

FGS视频均等质量流化算法

细粒度扩展编码(FGS:Fine-Granularity-Scalability)由于具有很强的灵活性和较好的视频流化性能已经被MPEG-4和H.26L等标准所采用。论文在相关研究的基础上,采用了基于滑动窗口的算法来进行FGS视频的均等质量流化。该算法通过FGS的失真模型,使用二分法对当前窗口中的所有帧进行速率分配。实验表明,该算法可以较好地实现速率的优化分配,使连续图像质量的变化更加平滑。     

OpTrans:一个率失真优化的MC-EZBC转换编码算法

可伸缩性视频转换编码算法是大型分层视频组播系统层次化代理自适应机制的核心技术.好的转换编码算法不仅要满足拥塞速率控制的要求,而且要使分层视频组播流中的增强层数据以率失真优化的方式进行截断,以提高接收者的接收效能.本文对可伸缩三维小波编码算法MC-EZBC视频转换编码的联合率失真目标函数和优化算法进行了深入研究,提出了率失真优化的MC-EZBC转换编码算法及其分层速率控制方法.对比实验结果表明,采用了联合率失真优化后的转换编码码率控制方法比原有的按顺序截断方法可提高平均视频质量PSNR0.3-0.5dB,进而可优化大型分层视频组播系统的整体效能.     

SL-SOAP：一个大型分层视频组播代理自组织协议

针对大型分层视频组播层次化自适应体系HALVM中层次化代理的位置和功能如何动态配置和管理的核心问题,本文在研究和分析了层次化代理的逻辑构成和视频组播原始拓扑结构特点的基础上,利用共享丢失模型,提出了一个代理动态自组织协议SL-SOAP。该协议首次将多视频组播会话自组织代理从逻辑上分成多个进程,提出了多个视频组播会话自组织代理中多个进程的优化定位方法,并通过应用证实了该协议的有效性。     

基于 OpenH323的MPEG-4视频传输

H.323协议是当前发展非常成熟的基于IP网络的视频会议协议,MPEG-4是一种性能非常优越的视频压缩标准,研究MPEG-4内容在H.323协议上的传输有极其重要的意义.它在诸如视频会议、远程监控、交互式网络视频、多媒体电子邮件、视频新闻等方面有着广泛的应用.文中通过MPEG-4视频在OpenH323系统中传输的研究来实现在IP网络中基于H.323协议的MPEG-4视频传输.给出了MPEG-4 Simple Profile视频在OpenH323系统中传输的方案并与采用H.261/263视频编码标准时的结果进行了比较.     

Rate-Distortion Analysis and Quality Control in Scalable Internet Streaming

Rate-distortion (R-D) modeling of video coders has always been an important issue in video streaming; however, few of the traditional R-D models and their performance have been closely examined in the context of scalable (FGS-like) video. To overcome this shortcoming, the first half of the paper models rate-distortion of DCT-based fine-granular scalable coders and derives a simple operational R-D model for Internet streaming applications. Experimental results demonstrate that this R-D result, an extension of the classical R-D formula, is very accurate within the domain of scalable coding methods exemplified by MPEG-4 FGS and H.264 progressive FGS. In the second half of the paper, we examine congestion control and dynamic rate-scaling algorithms that achieve smooth visual quality during streaming using the proposed R-D model. In constant bitrate (CBR) channels, our R-D based quality-control algorithm dramatically reduces PSNR variation between adjacent frames (to less than 0.1 dB in sample sequences). Since the Internet is a changing environment shared by many sources, even R-D based quality control often cannot guarantee nonfluctuating PSNR in variable-bitrate (VBR) channels without the help from an appropriate congestion controller. Thus, we apply recent utility-based congestion control methods to our problem and show how a combination of this approach and our R-D model can benefit future streaming applications     

端到端MPEG-4 FGS视频TCP友好的平滑传输

着重研究了Internet上MPEG-4 FGS(fine grained scalable)视频流的自适应平滑传输,其主要目的在于,在网络带宽变化的情况下,提供稳定的视频回放质量.提出了一种新的基于TFRC(TCP-friendly rate control)的MPEG-4 FGS端到端视频流传输系统框架,在此框架的基础上,首先假设完整的可用带宽变化已知,并且提出了一种离线的自适应平滑算法.此后,给出一种基于改进的ARAR(autoregressive autoregressive)预测技术的在线自适应平滑算法.最后,以NS-2为实验平台进行了模拟实验.模拟实验表明,提出的离线和在线自适应平滑算法可以充分利用可用网络带宽,并且能够在可用网络带宽持续波动的情况下保证接收方的回放尽可能地平稳,从而达到获得最佳视觉效果的目的.     

异构环境下层次编码多视频源多共享信道分层组播

视频组播是许多当前和将来网络服务的重要组成部分,如视频会议,远程学习、远地展示及视频点播,随着网络传送基础设施的改善和端系统处理能力的增强,组播视频应用日益变得可行,组播视频传输中存在的主要问题是网络送资源的异构性和动态性,其使得视频流的多个接收方都达到可接受的流量特性变得异常困难,目前该问题的一个有效解决方式就是利用自适应的分层视频传输机制,在该机制中,各源产生层次媒体流,并在多个网络信道中传输。对视频会议类的多点到多点视频组播应用,信道往往被所有潜在的发送方共享,任何发送方都可在任何一个共享信道中发送其视频层次。在该多点到多点、共享信道、分层视频组播模型下,一个关键问题就是如何动态确定各视频源层次到各共享组播信道的映射,映射策略直接影响到会话整体视频接收质量和网络带宽利用率。典型的方式是顺序映射,该映射方式同等对待各发送方,但利用该方式,随源数目的增加,在各共享网络信度上会出现带宽可伸缩性问题,而且顺序映射方式无法适应网络传送资源和会话状态的动态变化。为此,该文设计了一种基于接收方反馈信息的自适应的层次映射算法,接收方周期性地将其当前感兴趣的发送方及接收速率的信息反馈给某控制节点,而控制节点就利用当前反馈信息动态地调整映射策略。经证实,该算法始终能比顺序层次映射算法获得更高的整体视频接收质量,并具有高的带宽利用率和很小的复杂度。     

Network-Supported Layered Multicast Transport Control for Streaming Media

Multicast is very efficient in distributing a large volume of data to multiple receivers over the Internet. Layered multicast helps solve the heterogeneity problem in multicast delivery. Extensive work has been done in the area of layered multicast, for both congestion control and error control. In this paper, we focus on network-supported protocols for streaming media. Most of the existing work solves the congestion control and error control problems separately and does not give an integrated efficient solution. In this paper, after reviewing related work, we introduce our proposed protocols, namely, router-assisted layered multicast (RALM) and router-assisted layered FEC (RALF). The former is a congestion control protocol, whereas the latter is an error control protocol. They work under the same framework and provide an integrated solution. We also extend RALM to RALM-II, which is compatible with transmission control protocol (TCP) traffic. We analyze the complexity of the proposed protocols in the network and investigate their performance through simulations. We show that our solution achieves significant performance gains with reasonable additional complexity.     

一种REM算法辅助的分层组播流量控制方案

基于分层组播中公平速率分配算法实施过程中存在的问题以及分层组播协议策略中同步点的优化问题,提出了将主动队列管理算法REM作为对端系统的辅助加入到分层组播流量控制中,将分层组播同步点策略、满足Max-Min公平性要求的速率分配算法以及基于REM的显式拥塞指示技术有机地结合起来,设计了一种基于速率的、由接收者和发送者混合驱动的分层组播流量控制方案。仿真实验结果表明该方案使得分层多速率组播在保证会话内、会话间公平性的前提下,提高了流量控制机制的高效性和对网络状态适应的灵敏性。     

通用率失真模型及码率控制算法*

为了提高码率控制的准确性,通过实验和理论推导,提出了一种通用率失真模型。在此基础上,定义了纹理复杂度,提出了纹理复杂度和图像块头用字节两自适应线性预测模型及宏块（组）比特分配模型;然后结合以上模型提出了一种新的码率控制算法。大量仿真实验结果表明,利用新提出的码率控制方法,测试序列的PSNR均有不同程度的提高,且码流曲线更平滑平稳,目标码率控制更准确。     

层次视频多播中的自适应

针对异构和动态网络环境中的层次视频多播,本文提出基于归并反馈的层次视频编码自适应机制,以解决网络带宽约束的动态变化问题;分析了该自适应机制的响应特性、可伸缩特性和实现复杂度。结果表明该自适应机制能支持高质量的、自适应的层次视频多播服务,而且具有很高的可伸缩性和极小的实现复杂度。