浅议互联网流媒体传输关键技术研究

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1、中国科学院计算技术研究所博士学位论文互联网流媒体传输关键技术研究姓名：霍龙社申请学位级别：博士专业：计算机应用技术指导教师：高文20060601摘要随着互联网与多媒体压缩等技术的快速发展，互联网流媒体应运而生。然而由于Internet与生俱来的尽力而为特性，以及在网络拓扑、传输介质和终端设备能力等方面存在的异构性，要求承载于其之上的流媒体系统必须能够提供一定的容错和网络自适应传输控制机制。由于可伸缩性足未来多媒体信源编码所追求的重要特性之一，本文主要针对可伸缩流媒体在互联网中进行传输时所碰到的若干与容错和适应性相关的关键问题进行深入研究。此外本文还研究了基于我国AVS标

2、准的P2P网络流媒体系统实现，以及基于该系统的网络自适应丢帧算法。主要研究内容和创新点如下：首先，针对单个非均匀容错保护框架在高码率情况下无法充分利用网络带宽资源的问题，提出了两种模块化非均匀容错保护模式和算法：基于码流分割和分组交织的非均匀容错保护模式，和基于字节交织和分组交织的双重交织非均匀容错保护模式。实验结果表明在不同的信源和信道条件下，这两种模式都能够取得接近最优的平均重构信号质量，而且后者还能够很好地保持可伸缩编码的渐进传输性能。其次，研究了非均匀容错保护对于两种异构客户带宽多播情形的适应性问题。针对不同客户通过不同物理链路接入同一服务器的多播情形，提出了一

3、个基于局部搜索的渐进优化算法，可降低为不同接入带宽分别计算最优容错保护解时的计算复杂度。针对不同客户局部共享同一物理链路接入同一服务器的多播情形，提出了一个基于嵌入式分组框架的非均匀容错保护机制及其性能评价函数，并以最优化该性能评价函数为目标提出了一个局部搜索算法和一个启发式算法。实验表明与现有定长分组分层多描述编码框架相比，所提出的嵌入式分组框架能够取得更好的客户平均性能。再次，针对可伸缩视频非均匀容错保护和传输中的质量平滑问题，提出了一个基于加性上升，乘性下降的质垦控制机制和一个网络自适应的在线比特分配算法。为了降低算法的计算复杂度，在采用基于局部搜索的渐进优化技术

4、基础上提出了一个基于近似逼近的两阶段迭代技术用来加速算法的收敛过程。实验表明与均匀时间比特分配算法相比，该算法不仅能够以逐段平滑的方式在连续的帧组之间取得接近平稳或持续平滑递增的重构信号质量，而且具有较低的时间复杂度，适合于在实时流媒体系统中进行应用。最后，设计并扔步实现了一套ISMA兼容的AVS流媒体演示平台和一套基于AVS的P2P网络流媒体广播系统：AVStreamer。提出了两个基于优先级的网络自适应选择性丢帧算法，用丁二解决网络异构性所导致的P2P中继节点处RTP分组随机丢失问题。分析和实验结果表明即使在网络状况较差的情况下所提算法也能够取得连贯、流畅的播放效果

5、。摘要总之，本文主要在深入分析现有流媒体传输技术不足的基础上进行研究，着重于通过应用层技术柬改善流媒体传输的服务质量，提高系统的容错性能和对网络的自适应能力。所提技术己部分应用于实际系统并取得了良好的效果。关键词：互联网：流媒体；传输；可伸缩编码；信源信道联合编码；非均匀容错保护；质量平滑；比特分配；P2P网络；AVSStudyonKeyTechniquesofMediaStreamingovertheInternetLongsheHun(ComputerApplicationTechnology)DirectedbyProf．WenGanWiththerapiddev

6、elopmentoftheIntemetandmultimediacompressiontechnologies，itispossibletoprovidestreamingmediaapplicationsovertheInteract．However,duetothebest·effortpropertyoftheInternetandtheheterogeneityofnetworksandterminals，itisnecessarythatthestreamingmediasystemmustprovidesomecapabilitiesofrobustnes

7、sandadaptiveness．Sincescalabilityisoneofthemostimportantfunctionspursuedbythenextgenerationmultimediacodingstandards，theresearchofthispaperputsitsemphasismainlyonseveralkeyproblemsabouttherobustandadaptivestreamingofscalablemultimediaovertheInteract．Moreover'thispaperalso