一种适用于无线视频传输Ⅰ帧的稳健容错算法

在没有服务质量保证的无线传输环境中,按照传统视频编码标准压缩的码流很容易遭到破坏,这在Ⅰ帧中尤为突出.因此需要对传统视频压缩标准加以改进以提高在无线传输环境中的自身容错性能.针对这一问题提出了一种用于提高视频流Ⅰ帧容错能力的算法.该算法首先对视频流中不同部分对发生在自身的码位错误所引起误差传播的敏感度进行分析,然后以此分析结果和Ⅰ帧重建中码流信息的不同重要性作为决定Ⅰ帧码流中重要信息的原则,最终通过对这些Ⅰ帧中的重要信息加以保护、提取和集中,以减少发生帧内误差传播范围.通过H.263+baseline测试码流在加性高斯白噪声无线信道仿真实验的结果可以证明,该算法在增加少量冗余信息和计算复杂度的情况下,相比参考算法在主观和客观质量上都有较大幅度的提高.     

基于Internet网络的视频传输失真分析

基于Internet网络的视频通信必须进行差错控制,而差错控制需要准确估计视频流在Internet网络传输中产生的信道失真。对基于Internet网络的视频传输过程进行了失真分析,结合帧间差错扩散的特点和差错帧之间的相关性,提出一种估计包损失失真的通用模型,通过接收端提供的丢包反馈信息,可以准确估计传输中引入的失真。使用JVT/H.264编码的标准视频测试序列进行验证,该模型对信道失真的估计精度比在此之前所提出的其它模型有明显提高。     

一种适合3G网络传输的H.264 实时视频容错编码

为了在3G网络上传输H.264实时视频流,提出了一种鲁棒性容错编码策略.该系统首先将视频序列分成两个子序列分别进行编码,并在不同路径中传输,以降低因信道突发错误而造成连续丢包的概率,对丢失的数据则采用高精度的双向加权运动补偿进行预测.为了使出错子流快速恢复正常解码状态,采用多参考帧策略,使用正确解码子流的参考帧作为出错子流的参考帧来进行预测编码,以消除误差扩散.实验结果表明,该方法在无线网络环境中不仅能有效地抵抗误码和丢包对传输图像质量的影响,而且能保证视频流的正常播放和改善图像质量.与相关方法比较,该方法提高重建图像质量超过0.6dB.     

一种视频质量监测系统的设计与实现

网络服务提供商希望能从用户的角度了解目前网络所提供的服务质量,而用户也希望获得定量的指标来评价当前网络服务质量。为此,以视频质量监测为研究对象,提出一种面向用户体验质量的网络监测系统。通过实验分析了网络传输过程中QoS参数对视频QoE的影响;提出一种将视频流转化为测试序列的视频丢包测量方法,该方法能低入侵、准确测量视频传输过程中的丢包情况;基于以上的研究成果,通过对MIB库的扩展和对MIB库轮询机制的研究,构建了面向QoE的视频服务监测系统,该监测系统结构简单、可行性强,实验表明可实时对网络中的视频服务质量进行监测。     

一种适用于无线视频传输I帧的稳健容错算法

在没有服务质量保证的无线传输环境中，按照传统视频编码标准压缩的码流很容易遭到破坏，这在I帧中尤为突出。因此需要对传统视频压缩标准加以改进以提高在无线传输环境中的自身容错性能。针对这一问题提出了一种用于提高视频流I帧容错能力的算法。该算法首先对视频流中不同部分对发生在自身的码位错误所引起误差传播的敏感度进行分析，然后以此分析结果和I帧重建中码流信息的不同重要性作为决定I帧码流中重要信息的原则，最终通过对这些I帧中的重要信息加以保护、提取和集中，以减少发生帧内误差传播范围。通过H.263＋baseline测试码流在加性高斯白噪声无线信道仿真实验的结果可以证明，该算法在增加少量冗余信息和计算复杂度的情况下，相比参考算法在主观和客观质量上都有较大幅度的提高。     

基于IEEE 802.11无线局域网的视频流接入控制

从理论上分析了基于IEEE802.11b无线局域网的UDP可用带宽,重点分析了视频码流数目N、视频帧率与视频帧的平均帧长度间的关系,给出了分析结果。在此基础上,说明了无线局域网上视频流接入控制机制的必要性。实验结果表明,其结果很好地反映了802.11无线局域网上视频码流传输的实际特性,为实现基于IEEE802.11无线局域网的视频流接入控制提供了依据。     

基于网络丢包的网络视频质量评估

针对传统的视频质量评估模型对于在包交换网络中传输的压缩视频（网络视频）进行质量评估的局限性,如对视频质量进行评估时实时性差、没考虑人眼的视觉感知等问题,提出了一种基于网络丢包的网络视频质量评估模型。该模型采用了统计学理论,它可根据视频编码、封装传输的特点,通过可量化的评价指标来评定视频质量受网络丢包的影响程度,以评估网络视频质量。利用该模型进行网络视频质量评估,不仅资源开销小、实时性好,而且特别适合对实时传输的视频流进行视频质量评估。为了验证该模型的正确性与可靠性,采用它与MPQM模型分别对受系列丢包率影响的视频序列进行了评估实验。实验结果表明,该模型的评价结果能较好地吻合MPQM模型的评价结果,且符合人眼的视觉效果。     

一种基于镜头描述的可伸缩视频码流提取方法

可伸缩视频码流提取使视频流能够适应不同带宽的网络带宽和不同处理能力的终端。提出一种基于镜头描述的视频码流提取框架,通过离线预处理获得原始视频镜头的描述,建立参考帧二叉树,基于码流分析和镜头描述实现可伸缩码流提取。实验表明该方法可以实现快速码流提取,在不损失编码效率的前提下保证视觉质量。     

基于MPEG-4的无线视频传输方案的研究

提出一种基于MPEG-4的无线视频传输非等重误码保护方案.根据信道反馈的丢包率信息,自适应选择输出视频流的保护模式.在丢包信道中,对MPEG-4码流中运动信息和纹理信息采取不同的保护力度,使用FEC重点保护运动信息数据提高其对误码的鲁棒性.在无丢包信道中,不对数据进行保护,降低打包开销,减少冗余数据.     

基于RTCP的闭环码率调控和流量整形策略

网络监控系统中的实时视频质量容易受网络带宽影响。针对此问题,提出了一种基于RCTP控制报文的闭环码率调控策略,即通过分析RTCP接收者报包(Receiver Report, RR)的反馈信息,调整编码器码率,以自适应网络承载能力;又进一步针对H. 264码流传输的高突发性,提出了码流流量整形策略,用以抑制数据突发,从而避免因突发引起的瞬时网络阻塞,减小网络丢包。实验结果表明,本策略有效地降低了码流的传输丢包率,提高了实时视频质量。     

A new approach for packet loss measurement of video streaming and its application

Packet loss is of great importance as a metric that characterizes the network’s performance, and is crucial for video applications, congestion control and routing. Most of existing measurement tools can indicate the packet loss of network links instead of the actual packet loss of individual application. On the other hand, because occurrence of packet loss behavior is relatively rare and its duration is short, active measuring methods need to inject a large number of packets and run for a long time for reporting accurate estimates, which would introduce additional intrusiveness to the network and perturb user traffic. In this paper, we present a new packet loss estimation technique by making use of user_data field of video, which is less intrusive since it does not affect video playing and does not need to inject extra probing stream. It can also provide the packet loss detailed information of I,P,B frames. The accuracy of the algorithm has been evaluated with both simulations and experiments over real-world Internet paths. In addition, we analyze the video quality distortion caused by packet loss of different frame types, and a real-time video quality monitoring system is built.     

Available bandwidth estimation for the network paths with multiple tight links and bursty traffic

Available bandwidth (ABW) estimation is useful for various applications such as network management, traffic engineering, and rate-based multimedia streaming. Most of the ABW estimation methods are based on the fluid cross-traffic model. Inevitably, their estimation accuracy is limited in the network environments with bursty cross-traffic. In this paper, we apply packet trains (a series of probing packets) and a modified Ping to probe the ABW of a network path. Our proposed probing method can identify several tight links along a path and can infer their individual ABWs. The ABW estimation algorithm developed in this study, GNAPP, is also based on the fluid traffic model, but it can effectively filter out probing noise incurred in networks that carry bursty traffic. The algorithm employs not only the gaps of any two consecutive probing packets but also those of nonadjacent probing packets for ABW estimation. Thus, the number of samples for ABW estimation increases significantly without resorting to sending more probing packets and the estimation efficiency and accuracy are improved. In addition, two-stage filtering and moving averages are used in GNAPP for reducing estimation errors. Numerical results demonstrate that the estimation scheme based on GNAPP can achieve good accuracy even when the traffic is bursty and there are multiple tight links on the path being observed. Thus, it outperforms other well-known ABW estimation tools.     

一种适用于IPv6的高效瓶颈带宽测量方法

提出了一种下一代网络的瓶颈带宽测量方法——IPv6-pckt-pr。该方法在OPNET仿真环境下,以自相似业务流为背景流量,给探测报文赋予相同的流标签,同时将其业务类别设置为最高级,通过发送不等长的探测包对测量端到端瓶颈带宽。分析与实验表明,该方法的测量结果准确度较好,分布比较集中,测量时间较短,并能有效减少测量带宽。     

基于IP网络MPEG-4视频优化打包模型的研究

在当前网络是尽力而为的模式下,最终用户得到的视频质量是不好的。文章提出了一个基于IP网络上的MPEG-4视频包优化(Packetization)方案。所设计的算法是考虑SL分组的大小,对一个或多个SL流复用,所形成的FlexMux流完整的作为RTP包荷载。仿真结果表明,该算法所产生的包数量相对较少,降低了包之间的互关联性,体现了网络对视频传输的要求。     

基于突发背景流的可控速率反馈模式算法

在复杂的网络应用中,对数据包进行有效传输能在一定程度上改善网络拥塞状况,提高网络承载能力。从考虑网络背景流突发现象产生的特点出发,将数据包与探针的传输进行联系,做到在传输数据包的同时传输探针,通过探针发送的个数调节传输速率,并通过探针的返回值确定数据包的发送信息。由于测量的探针匹配了数据包的发送,因此可以对数据包的传输速率和返回值进行观测,从而了解网络运行情况。     

基于二项式概率的冗余传输策略

分析现有音视频传输的丢包恢复技术,结合前向纠错Reed-Solomon冗余编码及交织恢复丢包技术提出二项式概率模型。该模型根据接收端反馈的结果计算需要编码的冗余包个数,使用交织技术将音频冗余包与原始数据混合传输,有效节省了带宽资源。实验结果表明,该模型在网络拥塞的情况下,能根据实际情况产生足够的冗余数据包,使接收端收到数据后还原出原始数据并播放,提高了音视频的传输质量和播放质量。     

基于TCP友好速率控制和前向纠错的MPEG-2视频传输

针对Internet视频传输面临拥塞控制和数据包丢失的问题，结合TCP友好的速率控制算法和前向纠错机制建立视频传输的分层体系构架和控制策略。传输体系同时采用以GOP为基本分析单元的视频帧速率预测模型，实现根据网络丢包率的变化动态地优化配置前向纠错的冗余信息。实验证明，传输体系采用动态优化的前向纠错能实时地适应带宽的变化，有效地降低数据包丢失带来的影响，从而改善视频回放质量。     

Incorporating packet semantics in scheduling of real-time multimedia streaming

In this work, we develop a novel packet scheduling algorithm that properly incorporates the semantics of a packet. We find that improvement in overall packet loss does not necessarily coincide with improvement in user perceivable QoS. The objective of this work is to develop a packet scheduling mechanism which can improve the user perceivable QoS. We do not focus on improving packet loss, delay, or burstiness. We develop a metric called, “Packet Significance,” that effectively quantifies the importance of a packet that properly incorporates the semantics of a packet from the perspective of compression. Packet significance elaborately incorporates inter-frame, intra-frame information dependency, and the transitive information dependency characteristics of modern compression schemes. We apply packet significance in scheduling the packet. In our context, packet scheduling consists of two technical ingredients: packet selection and interval selection. Under limited network bandwidth availability, it is desirable to transmit the subset of the packets rather than transmitting the entire set of packets. We use a greedy approach in selecting packets for transmission and use packet significance as the selection criteria. In determining the transmission interval of a packet, we incorporate the packet significance. Simulation based experiments with eight video clips were performed. We embed the decoding engine in our simulation software and examine the user perceivable QoS (PSNR). We compare the performance of the proposed algorithm with best effort scheduling scheme and one with simple QoS metric based scheduling scheme. Our Significance-Aware Scheduling scheme (SAPS) effectively incorporates the semantics of a packet and delivers best user perceivable QoS. SAPS can result in more packet loss or burstier traffic. Despite these limitations, SAPS successfully improves the overall user perceivable QoS.     

基于视频发送端速率控制的QoS技术研究

基于尽力而为的网络模式不能提供QoS保证,网络拥塞和分组丢失不可避免。在端到端视频单播结构下,论文提出了一个发送端速率控制框架SRCF,在此框架下首先利用RTCP报文中的字段提出了一种网络参数测量方法,然后设计了一个自适应速率算法SRCA,SRCA利用已得到的网络传输延迟和分组丢失率参数作为初始参数,来调整编码速率,达到充分利用带宽的目的,避免了视频质量由于调整参数带来的剧烈抖动。仿真结果表明,该算法在网络出现一定拥塞的条件下,能跟踪带宽的变化,网络和媒体QoS能保证视频质量较好。