基于IP网络的视频流自适应通信技术研究

摘要

随着网络技术和多媒体技术的快速发展，人们对视频会议、视频监控等视频通信服务的需求也迅猛增长。尽管目前网络带宽呈现逐渐增加的趋势，然而IP网络的体系结构决定了其仅能提供尽力而为(Best-effort)的传输服务, 没有服务质量保障(QOS)，难以保证视频传输所需的稳定带宽，这将导致网络拥塞，使得视频数据在传输过程中大量丢失，引起接收到的视频图像质量下降。如何在IP网络环境下尽可能提高视频图像的传输质量，是网络视频领域的研究热点，也是视频通信所必需解决的关键问题。 网络视频通信是一个具有挑战性的研究课题，它涉及到视频编码、速率控制、拥塞控制等多个研究领域，目前对基于TCP协议传输模式中的拥塞控制研究较多，而对视频通信中拥塞控制的研究多停留在理论阶段，大多数视频传输系统还缺乏有效的拥塞控制机制。 本文以网络视频传输为应用背景，借鉴传统的网络拥塞控制原理对网络传输控制进行了深入分析，对视频流自适应通信技术进行了研究。该技术主要由网络自适应拥塞控制技术和视频自适应速率控制技术构成。网络自适应拥塞控制技术使用与TCP友好的拥塞控制模型动态探测网络带宽，制定平滑的数据传输带宽；视频自适应速率控制技术根据传输带宽控制视频编码和视频传输速率。应用视频流自适应通信技术开发的视频传输原型系统能够自动适应网络拥塞状况，缓解网络拥塞，提高视频传输质量。 论文主要解决了以下几个问题： ①. 通过深入分析网络传输的方式和网络拥塞的原因，论文提出了网络自适应拥塞控制的算法和实现策略。 ②. 结合网络视频通信的现状，对视频信息在网络上的传输特点和拥塞原因进行了分析和探讨，提出了视频流自适应通信技术的设计思想和实现原则。 ③. 论文将视频流自适应通信技术应用在网络视频传输系统中，确定了视频传输系统的逻辑体系结构和软件设计的系统方案，并完成了视频流自适应通信技术在发送端和接收端的具体实现。 论文的研究成果和设计思路对网络自适应视频传输系统的设计具有很好的研究和借鉴意义，在视频会议、视频监控等各类应用中具有较大的推广价值。