基于嵌入式客户端的流媒体服务质量控制研究与实现

摘要

随着网络技术和多媒体技术的迅速发展，网络音频视频也成为必不可少的内容。于是，流媒体技术应运而生，不仅应用在PC机上，而且也广泛的应用在一些嵌入式设备上。
　　 流媒体具有实时性要求高、误码率敏感、数据量大以及计算复杂等特点，所以目前的因特网存在的丢包、失序、延迟、抖动等问题以及嵌入式客户端存在的资源限制都严重的影响了流媒体的服务质量。为了解决上述问题，嵌入式的流媒体客户端需要通过实施一定的控制策略来保证流媒体的服务质量。
　　 基于对流媒体相关技术的分析，构建了一个基于嵌入式客户端的优化控制模型，研究了影响流媒体服务质量的各参数如平均速率、延时抖动、解码码率以及丢帧率等的简化计算方法，并基于这些参数改进了缓冲区长度估算方法，提出了一系列控制策略来平滑网络传输带来的影响，节约客户端资源，保证流媒体的质量。这些控制策略主要包括伪命令策略、磁盘缓存策略、零拷贝策略、主动丢弃策略、反馈机制。伪命令策略和磁盘缓存策略可以在缓冲区上溢预警时来采取措施避免缓冲区发生上溢；零拷贝策略通过指针传递的方式以及良好的数据结构设计避免内存数据的拷贝，从而节约客户端CPU资源和缓冲区资源；主动丢弃策略可以在丢包时利用数据的相关性合理抛弃相关联的其它数据包，提高缓冲区的有效利用率；反馈机制可以通过传递关键性能参数至服务器端，由服务器调整流媒体的发送速率，从而保证流媒体服务质量。
　　 将嵌入式客户端的控制模型实际应用在具有水印检测功能的嵌入式IPTV接收终端的系统中，对系统运行的结果进行了分析。实践验证控制模型的引入确实良好的保证了嵌入式系统中的流媒体服务质量。