嵌入式多通道无线视频传输的码率自适应算法

摘要

无线视频传输和视频压缩技术是当前众多物联网(IoT)应用和嵌入式系统的基础和核心。而在多通道传输时无线网络状态的不断变化,会导致视频丢帧和延时抖动问题。虽然自适应算法能够在一定程度上解决在PC或服务器平台下的视频传输问题,但在嵌入式平台和无线网络下仍不能满足实时性和服务质量(QoS)要求。为此,基于DM368芯片设计了一从视频采集、压缩、WiFi传输、控制单元接收到上位机显示的完整平台。同时充分考虑了嵌入式平台的特点,提出一种结合信号质量、网络带宽、缓存状态和拥塞控制的码率自适应算法。该算法利用高斯函数统计网络带宽,使用分段反比例函数调整缓存状态,利用加权移动法对码率进行平滑,并使用极值抑制法进行码率均衡。该算法实现了码率的平滑调整,并被应用于所提平台来实现控制单元对多个WiFi相机的管理、多通道传输和负载均衡。以QoS为评价指标进行实验验证,结果表明:该算法在设计的嵌入式平台上性能良好,平滑性和缓存稳定性都有很大提升,多通道状态下的公平性和带宽利用率也有显著提高。在单相机信号质量动态变化或多相机竞争带宽等多种情况下,相对于MDI(McGinely Dynamic Indicator)算法,该算法的平滑性提升了16%~59%;相对于BBA(Buffer-Based Algorithm),该算法的缓存抖动降低了15%~72%,时延抖动降低了12%~76%。