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基于可扩展编码的对等网络流媒体研究

作　者: 杨世宇
导　师: 李克秋
学　校: 大连理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 可扩展编码对等网络流媒体系统
分类号: TP393.09
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 3次
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内容摘要

随着互联网技术的迅速发展,人们可以方便的接入互联网获取信息。视频作为一种多媒体信息受到了人们越来越多的青睐。网络流媒体应用也迅速的发展了起来。据统计,目前视频应用流量已经占据互联网总流量的40%左右,并将长期保持增长。思科公司报告预计到2013年网络视频流量将占总流量的90%,由此可见网络流媒体应用具有广阔的应用前景。但是随着网络流媒体服务规模的增大,用户对于服务质量的要求也随之提高,在如何提供高质量、低负载、可扩展的流媒体服务等方面提出了新的挑战。视频编码技术一直是决定流媒体服务质量的关键因素,因而受到了研究人员的广泛关注。基于H.264/AVC的视频可扩展编码技术的提出,为流媒体服务适应复杂、异构的网络环境提供了新的可行方案。基于H.264/AVC的可扩展视频编码能够提供三种可扩展特性,包括时间可扩展、空间可扩展和质量可扩展。视频源经过可扩展编码,产生可扩展视频流,发送到网络中,就能够提供具有自适应码流的视频服务,以适应复杂异构的网络环境和多种多样的用户终端设备。可扩展编码技术由于计算复杂,编码效率较低,因此想要在实际应用使用可扩展编码技术还有很多工作要做。在大规模的网络流媒体服务中,如何有效利用网络中的带宽资源减轻服务负载压力,能够同时响应大规模用户的服务请求,也是网络流媒体应用中一个重要问题。随着对等网络技术在文件共享领域的成功应用,研究人员开始将对等网络技术引入网络流媒体服务中。对等网络技术能够充分的利用网络中节点的带宽资源,用来转发视频数据,从而有效的减小服务器压力,能够适应大规模用户服务。如何改进现有对等网络协议使其适应流媒体服务特点也是一个值得研究的方面。本文在研究了网络流媒体的关键技术之后,从视频编码和网络传输两方面入手,提出来一种基于可扩展编码的对等网络流媒体系统。在视频编码方面,改进了可扩展编码器JSVM中的部分算法并且进行并行化处理,提高编码效率,达到了实时编码的要求；在网络传输方面,改进了BT协议中的调度算法和激励机制,使其能够利用可扩展编码的特点提供高质量、自适应的视频服务。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-19
  1.1 课题研究背景与意义  8-14
    1.1.1 网络流媒体发展  8-12
    1.1.2 网络流媒体应用所面临的挑战  12-14
  1.2 课题研究现状  14-17
    1.2.1 视频可扩展编码技术  14-16
    1.2.2 基于对等网络流媒体技术  16-17
  1.3 论文的主要内容及组织结构  17-19
2 基于H.264/AVC的视频可扩展编码技术  19-38
  2.1 可扩展编码的理论基础  19-21
    2.1.1 可扩展编码的原理  19-20
    2.1.2 H.264/SVC编码器框架  20-21
  2.2 可扩展编码的分类  21-25
    2.2.1 空间可扩展  21-22
    2.2.2 时间可扩展  22-23
    2.2.3 质量可扩展  23-24
    2.2.4 可扩展性的组合  24-25
  2.3 可扩展编码关键算法优化  25-35
    2.3.1 关键算法分析  25-28
    2.3.2 帧内预测算法  28-31
    2.3.3 帧间预测算法  31-34
    2.3.4 优化结果  34-35
  2.4 可扩展编码并行化处理  35-38
    2.4.1 指令级并行化  35-36
    2.4.2 多线程优化  36-38
3 对等网络流媒体传输的研究  38-47
  3.1 对等网络传输关键问题  38-42
    3.1.1 数据源  38-40
    3.1.2 资源的查找  40
    3.1.3 数据调度  40-41
    3.1.4 激励机制  41-42
  3.2 基于可扩展编码的对等网络流体传输协议  42-43
    3.2.1 基本思想  42-43
    3.2.2 具体服务过程  43
  3.3 混合优先级的调度策略  43-45
    3.3.1 播放缓冲区设计  43-44
    3.3.2 调度策略流程  44-45
  3.4 基于服务质量的激励机制  45-47
4 基于可扩展编码的对等网络流媒体系统的设计与实现  47-53
  4.1 系统设计目标  47-48
    4.1.1 系统的功能需求  47-48
    4.1.2 系统的非功能需求  48
  4.2 系统的结构设计  48-50
    4.2.1 对等网络协议设计  48-49
    4.2.2 视频采集编码服务器  49
    4.2.3 服务器端结构设计  49
    4.2.4 客户端结构设计  49-50
  4.3 对等网络流媒体系统的实现  50-53
    4.3.1 Tracker服务器端的实现  51
    4.3.2 客户端的实现  51-53
结论  53-54
参考文献  54-56
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  56-57
致谢  57-58

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