基于可伸缩视频编码技术的数字家庭网络视频共享系统的研究

论文摘要

随着数字家庭的发展,视频码流成为了数字家庭网络中主要的信息流。然而,在数字家庭网络中,不同的用户对视频业务的需求不尽相同,不同的视频客户端设备对视频的分辨率和质量等都有不同的要求,不同的视频客户端设备的运算能力不相同。此外,数字家庭网络固有的异构性、不可靠性和带宽波动性不利于视频传输。本文研究的基于可伸缩视频编码技术的数字家庭网络视频共享系统,能够很好的适应视频业务的需求的多样性、视频客户端设备的多样性和网络带宽的波动性。该视频共享系统采用可伸缩视频编码技术对视频进行编码,生成多个层的视频码流。其中一层码率较低的视频码流是基本层视频码流,可以单独解码；其它层的视频码流被称为增强层视频码流,可以与基本层视频码流一起解码以获得更好的视频质量。该视频共享系统采用一种基于DCT的分辨率可伸缩视频编码方法实现了空间可伸缩；并采用逐级量化的方法实现质量可伸缩；还根据视频传输的特点采用了被动的可用带宽测量方法实时测量网络可用带宽。本文还改进被动的可用带宽测量方法。该方法只利用网络边缘的视频服务器和视频客户端。视频客户端测量出传输视频中的一个图像组的数据量和所耗费的时间,再估算出该时间段的平均可用带宽。该视频共享系统采用经过本文改进的视频轨迹的可伸缩传输方法,实现视频的质量自适应网络可用带宽。视频轨迹的可伸缩传输方法包括视频轨迹文件的生成、视频码流的数据量与网络可用带宽的匹配和视频码流的组织。当网络可用带宽不足时,传输视频码流的码率较低,视频质量不高；当网络可用带宽变大时,传输视频码流的码率较高,视频质量较高。经实践证明该视频共享系统,可以在数字家庭网络中进行视频的共享,能够适应视频业务需求的差异、视频客户端设备的差异和网络带宽的波动,并且具有较好的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 论文内容和组织结构
• 第二章 可伸缩视频编码技术
• 2.1 可伸缩视频编码技术的概述
• 2.2 基于H.264/AVC的可伸缩视频编码
• 2.2.1 可伸缩视频编码的结构
• 2.2.2 时间可伸缩
• 2.2.3 空间与粗粒度质量可伸缩
• 2.2.4 精细粒度质量可伸缩
• 2.3 可伸缩视频编码器的设计
• 2.3.1 可伸缩视频编码器的原理
• 2.3.2 可伸缩视频编码器的工作流程
• 2.4 可伸缩视频解码器的设计
• 2.4.1 可伸缩视频解码器的原理
• 2.4.2 可伸缩视频解码器的工作流程
• 2.4 本章小结
• 第三章 网络带宽测量技术
• 3.1 网络带宽测量相关理论
• 3.1.1 带宽测量的相关术语
• 3.1.2 带宽测量技术的分类
• 3.2 端到端的可用带宽测量模型
• 3.2.1 报文间隔模型
• 3.2.2 报文速率模型
• 3.3 主动的可用带宽测量方法
• 3.3.1 TOPP算法
• 3.3.2 PathChirp算法
• 3.4 被动的可用带宽测量方法
• 3.5 本章小结
• 第四章 视频共享系统的开发平台
• 4.1 DaVinci技术
• 4.2 TMS320DM6467硬件结构
• 4.3 TMS320DM6467软件框架
• 4.4 本章小结
• 第五章 视频共享系统的设计与实现
• 5.1 视频共享系统的设计
• 5.1.1 视频共享系统的组成
• 5.1.2 家庭网关和视频客户端的工作流程
• 5.1.3 视频客户端的软件界面
• 5.2 视频轨迹的可伸缩传输方法
• 5.2.1 视频轨迹的可伸缩传输方法的原理
• 5.2.2 视频轨迹的可伸缩传输方法的实施过程
• 5.3 视频共享系统的实现
• 5.3.1 视频的空间可伸缩
• 5.3.2 视频的质量可伸缩
• 5.3.3 多个视频客户端共享视频
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件