基于无线网络环境的手机视频码率自适应技术研究

随着无线宽带的普及,手机视频业务受到越来越多的关注。然后在无线网络环境发生变化的时候,用户体验往往不能令人满意。为了解决这个问题,文中介绍了几种手机视频码率自适应技术,并基于这几种技术提出一种有效的码率自适应方案,同时设计了一套完整的原型系统。通过在中国移动手机视频现行网络环境中的测试结果,证明了这种码率自适应技术能够在网络环境发生变化的情况下保证视频传输的质量和流畅度,给用户一个友好的体验。     

基于电量状态的移动流媒体码率自适应策略

为提升移动流媒体的用户体验质量(quality of experience,QoE)和设备续航时长,提出一种基于移动设备电量状态的Qo E模型,模型的参数包括初始延迟、重新缓冲、平均视频质量、码率切换平滑度以及设备电量状态.在模型的基础上,给出一种基于网络吞吐量,同时又考虑设备电量状态的码率自适应策略.策略能避免客户端...     

面向TCP的流媒体传输编码码率自适应算法

由于网络的时变性和异构性,以及在拥塞情况下的高丢包率,利用TCP传输流媒体数据是Internet流媒体分发系统提高流媒体分发质量的首选方案。由于TCP具有超时或错误重传机制,在网络拥塞情况下,难以保证高码率流媒体数据传输的实时性,因此提出一种面向TCP流媒体传输的编码码率自适应算法(TCP_RA)。该算法根据流媒体发送应用层缓冲区读写指针差值调整流媒体发送端的编码码率适应网络带宽的变化。仿真实验对比分析了该算法与基于UDP之上TFRC协议的流媒体传输码率自适应算法在流媒体传输质量上的差别。结果表明,该算法在网络环境较差的情况下有效地提高了流媒体传输质量。并且该算法容易实现,值得推广。     

基于模仿学习的决策树码率自适应算法研究

码率自适应（ABR）算法是提升流媒体服务质量的有效方法,主要分为启发式算法和基于学习的算法两类。传统的启发式算法基于固定的规则,难以应对多变的网络环境,基于深度强化学习的算法映射表达能力较好,但其鲁棒性不佳且可解释性较差。针对上述问题,提出一种基于模仿学习的决策树码率自适应算法ABRTree。针对帧级别直播传输系统设计有效的专家ABR算法,并对专家算法的时序经验数据进行离散化处理。采用分类回归树作为码率决策的基础模型,基于专家算法给出的示例数据,采用DAgger算法进行决策树的训练。在此基础上,通过剪枝操作剔除出现较少的样本,从而提升决策树模型的泛化性。实验结果表明,ABRTree在多种视频场景下均能保证画面质量,同时取得较低的端到端延时和较少的卡顿,相比BBA、HYSA和FrameMPC算法,ABRTree算法的QoE性能可以提升1.0%～29.1%,且决策树模型能够直观表达输入特征与码率决策之间的关系,具有较好的可解释性和映射表达能力。     

基于传感器的移动流媒体码率控制方法

移动端视频流服务日益受到重视,智能终端码率自适应机制成为研究热点。当用户在移动端观看高清电影时需要消耗大量的网络流量,然而当用户不处于观影状态、对电影不感兴趣以及观看电影距离过远时,观看高清电影并不会给用户带来良好的体验,还会造成大量无线网络资源的浪费。文中设计了基于传感器的码率决策模型,综合考虑了用户观看位置、用户兴趣和设备状态。传感器决策模型可以优化传统的码率决策机制,因此设计了基于传感器的混合码率决策方法。实验证明,该方案在无线资源紧张的情况下能够有效节约无线网络的带宽资源。     

一种动态自适应HTTP流媒体码率切换算法

近年来,基于HTTP的动态自适应流媒体技术,已经被各种网络视频播放服务广泛采用.针对客户端缓冲区受限和网络环境不稳定的情况,提出一种基于客户端缓冲区长度的动态自适应码率选择算法.该算法通过对缓冲区进行分级实现了带宽的不同比例的缩放,并采用滑动窗口技术对带宽进行平滑处理.同时,通过设置每个缓冲区等级的带宽持续上升或下降时间的限制和采用高低带宽的中间码率等级,使码率等级不会剧烈变化.实验结果表明,该算法能在带宽利用和视频质量的平滑之间取得较好的平衡,提供良好的视频播放用户体验.     

基于缓存补偿的视频码率自适应算法

针对基于超文本传输协议（HTTP）的动态自适应流（DASH）码率自适应算法未能充分利用视频缓存以及平均码率偏低的问题,提出一种DASH标准的基于缓存补偿的码率自适应切换（BASBC）算法。首先,根据最近下载分片的下载速率分析带宽波动程度并得到预估带宽;其次,依据预估带宽和当前码率等级在缓存区设置码率上切阈值和码率下切阈值,并利用动态上切阈值控制码率向上切换,消耗缓存时长,而利用动态下切阈值控制码率向下逐级切换,累积缓存时长,从而在缓存区形成累积-消耗的缓存状态循环。BASBC算法在视频播放平均码率上高于动态自适应的HTTP流码率渐进切换（DASBS）算法,有效提高了带宽利用率;虽然所提算法的平均码率稍低于基于DASH标准的码率平滑切换（RSS）算法,但所提算法的码率切换更为平滑,整体切换稳定性表现更优。实验结果表明,所提算法在动态网络环境中具有高带宽利用、切换平滑且稳定的良好表现,能够有效提高用户的体验质量（QoE）。     

自适应流媒体传输方案研究及其应用

提出了一种自适应流媒体传输方案，根据网络状况调整视频数据的发送速率和视频流的码率，以保证视频数据顺利及时的传输到客户端，使客户端能够顺利进行高质量的媒体播放。该方案涵盖了码率整形、拥塞控制和视频质量自适应等功能模块及其相互关系，各功能模块可以依据应用需求选择算法加以具体实现，从而提高了方案的可扩展性和灵活性。所以该方案不依赖于具体的视频编码标准和网络协议，适用范围较广。文中还基于实际流媒体服务器给出了该方案的一个实际应用，点播测试实验汪明该方案是有效的。     

一种基于视频分类的码率自适应算法

流媒体的码率自适应算法依据网络状态动态调节视频块的码率,提升用户体验质量,但忽略了视频类型的差异对用户体验质量的影响,导致算法性能下降。提出区分视频类型特征的码率选择算法C-ABR。设计相应的用户体验质量效用函数,使用强化学习算法训练模型A3C,提升用户体验质量。实验结果说明,相对于典型的码率自适应算法Pensieve和MPC,C-ABR算法用户体验质量分别提升22.7%和50.4%。     

P2P网络移动流媒体转码方法研究

为解决移动设备异构性影响视频流媒体应用的问题,提出了一种P2P网络移动流媒体的交错分布转码方法.该方法允许多个固定节点为一个移动设备转码,生成多个交错子流给目标移动节点,子流在移动节点上组装,降低了转码对固定节点计算能力的需求.分析了节点失效对分布转码造成的影响,交错子流可以减弱这种影响,强化数据包丢失错误恢复机制.比较了该方法与多描述编码之间的性能差异,实验结果表明,应用该方法移动流媒体在节点失效和不良无线信道条件下鲁棒性好.     

一种无线实时流媒体增强型自适应FEC控制机制

无线网络动态的信道特性和带宽有限等特点,使得在无线环境下为流媒体应用提供QoS保证面临更大的挑战。提出一种用于无线实时流媒体传输的增强型自适应前向纠错控制策略,以提高接收方的播放质量。该策略采用跨层设计的方法,根据当前的网络状态,自适应地调整MPEG视频帧的发送速率,在视频源数据和冗余数据之间动态分配网络带宽。仿真结果表明,该策略能使接收方获得最大的可播放帧率,有效提高流媒体传输的可靠性和实时性。     

基于移动代理的流媒体组播模型的研究

针对当前Internet网络组播存在的问题,在分析了移动代理和流媒体组播两种比较成熟的技术的基础上,将两种技术结合起来,提出了基于移动代理的流媒体组播模型.实验结果表明,该系统可有效解决现有组播通信系统中传输数据量大、不支持组播路由和用户的公平性问题.     

一种适用于无线网络的流媒体传输机制

为保证无线网络中多媒体数据的传输质量,提出了一种适用于无线网络的流媒体传输机制（WMTCC）。该机制通过发送探测报文区分网络拥塞丢包和链路误码随机丢包,准确判断网络的拥塞状况,实施发送速率调节,保证了流媒体服务质量(QoS)。由于准确区分出无线链路误码丢包,该机制在链路误码率较高时能维持较高的网络吞吐量。仿真实验结果显示在高误码率无线网络中,该机制可以获得更高的吞吐量和更大的拥塞窗口,并且发送速率的变化更加平滑。     

基于MDP的移动流媒体能耗优化方法

针对移动流媒体应用的高能耗问题,面向异构平台环境,提出了基于马尔科夫决策过程的移动流媒体能耗优化方法。通过综合不同用户使用习惯、视频播放功耗、播放时长及当前网络状态,基于最大奖励原则对CPU资源进行合理分配,以达到降低功耗的目标。实验结果表明,相比于系统默认异核多处理调度策略,提出的能耗优化方法能在保持流媒体视频播放质量的同时,有效降低其在移动终端的能耗。     

无线Mesh网流媒体传输速率控制策略及模型*

基于无线Mesh网（WMN）的网络特征,提出适合WMN流媒体传输的速率控制策略,并给出其相应的模型描述。提出的策略和模型充分利用链路的多样性,降低由重传机制和节点冲突造成的流媒体传输时延增大并改善流媒体传输的性能,同时兼顾WMN接入有线网络的TCP友好性等特征。     

基于GM(1,1)模型的自适应链路层ARQ控制策略

提出了一种用于无线实时流媒体传输的自适应链路层ARQ控制策略,用以提高接收方的播放质量。该策略采用跨层设计的方法,基于GM（1,1）模型预测当前的网络状态,考虑GOP可解码帧数的特性,自适应地调整ARQ参数Nmax;另一方面,在应用层采用自适应FEC策略,在视频源数据和冗余数据之间动态分配网络带宽。数学分析和仿真验证均表明,该策略能使接收方获得最大的可播放帧率,有效地提高了流媒体传输的可靠性和实时性。     

Kalman滤波的自适应链路层FEC控制策略

无线网络动态的信道特性、高误码率和带宽有限等特点,使得在无线环境下为实时流媒体传输提供QoS保证面临更大的挑战。提出一种用于无线实时流媒体传输的自适应链路层FEC控制策略,以显著提高接收方的播放质量。该策略采用跨层设计的方法,基于Kalman滤波器预测当前的网络状态,考虑物理带宽限制和GOP可解码帧数的特性自适应地调整FEC参数N;另一方面,在应用层采用自适应FEC策略,在视频源数据和冗余数据之间动态分配网络带宽。数学分析和仿真验证均表明,该策略能使接收方获得最大的可播放帧率,有效地提高了流媒体传输的可靠性和实时性。