第7讲：网络多媒体 IP网络视频通信若干问题(修改) [兼容模式]
网络多媒体技术第七讲：网络视频通信若干问题
郑世宝
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提纲
网络多媒体技术研究趋势？ IP 网络视频通信问题
无线视频通信问题
融合问题
网络多媒体技术研究趋势
?QoS问题：如何提高分辨率、信噪比、延时、
?编码问题：不仅仅是压缩比问题，从通用走向专用，例如SVAC
率失真问题
?网络编码问题：多用户优化，网络优化
?
视觉信息熵编码
：非信号冗余编码，如感知编
融合问题
IP 网络视频通信问题
问题的提出
实时视频的速率本身是突发变化的非平稳的 实时视频的速率本身是突发变化的、非平稳的
像细节的不同
网络带宽本身也是不稳定的、波动的
因素，如网络拥塞引起
网络拥塞常会导致丢包、延时和延时抖动
统工程问题和科学问题
解决途径
一般的开环控制有两种：
?采用恒定比特率（CBR）的传输方式，CBR
?采用变化比特率（VBR）传输方式，VBR的缺点：会造成网络带宽的波动和过大的缓存延
点：会造成网络带宽的波动和过大的缓存，延
方案，即带反馈的码率控制。
一、如何在Best
Best--Effort网络上传输视频
信号
测试在现有的网络和不同的互联网网络传输协议下,,,和编码输协议下（RTP,RTCP,UDP,IP），编码
的反馈信息来获取丢包率。然后，我们可以根
据丢包率粗略估计出块丢失率。之后，发端就
据丢包率粗略估计出块丢失率之后发端就
以求在高效和公平之间达到平衡。
?在组播情况下如何判断网络拥塞，以及一种能
10％或者更多），发端就推断网络发生了拥塞，它需要降低λ；相似的，如果有多于10％的接
相似的如果有多于的接
可考虑增加λ。
?还可在源端采取对帧率进行调整的方法（主要
然而问题是如果该值的变化次数太过频繁经常降
然而，问题是，如果该λ值的变化次数太过频繁，经常降（比如在法国和加拿大之间举行的次电话会议），会（比如在法国和加拿大之间举行的一次电话会议），λ
经常被修改（更甚与量化器的值），这样对视频信号的影
一个被称为RAP的更为细致的方法被应用于视频流在互联网上的传输，该协议要求服务器端的数据源的码率可调节，
且该接收器应能对每个包进行确认。这些确认信息，就相
?不同于滑动窗流量控制机制，通过改变窗的大
作为对网络阻塞的响应。
?IGP的调整也是遵循加性递增，乘性递减的原
好处，就在于源端就可以保持个平滑环路时好处，就在于源端就可以保持一个平滑环路时
间的估计。
二、如何在组播环境下支持视频传输二如何在组播环境下支持视频传输
由于显而易见的网络中的互异性比如说接收设 由于显而易见的网络中的互异性，比如说接收设
自适应技术提出了挑战。MaCanne曾经发表过一自适应技术提出了挑战
篇会议论文，提出通过一种被称作接收端驱动的移至接收端。
将视频的分层压缩技术和分层传输技术结合起来，层提高质样就可以应终端的调
层提高质量，这样就可以适应终端的调整。
SVC成为新的互联网视频组播传输的主流技术。
网络将不同的层，按照不同的组播分组发送。而终端则依靠加入不同的组播组来接收不同层次的
的组所决定（从最低组到最高组）。
RLM有一个严格的假设，就是所有的层中都可能发生丢包，亦即在中间节点发生网络拥塞就会造成丢包。这就需要网络给接收端一个指示。RLM 接收机会寻找合适的时间积极地通过插入层来进
McCanne研究了假设所有层发生丢包概率都相同的情况j j将有相同丢概率都相同的情况。Bajaja将有相同丢包概率
最多可以比不使用有优先级的方式可提高36％。
％
三、基于反馈控制的码率源端调整
三基于反馈控制的码率源端调整
压缩视频的固有属性就是突发性在多数 压缩视频的固有属性就是突发性，在多数
时间范围内显示出码率的波动性。
个本地缓存器来进行码率平滑。使用缓存器有上溢和下溢的问题，一般情况需要通过调整量上溢和下溢的问题般情需要通过调整量
视频质量的起伏。但有利于网络接入。
视频质量的起伏但有利于网络接入
?如果使用变速率传输，可以较好地适应压缩视
像质量。但容易造成网络拥塞。
选择个合适的传输码率需要在三个重要元素 选择一个合适的传输码率，需要在三个重要元素提出要求的带宽网络所能提供的带宽需要解提出要求的带宽；网络所能提供的带宽。需要解决：
?
源端码率调整限制条件?
预测限制条件
?：和网络之间的再协信令信号的频率和反应时间限制和网络之间的再协
?码率预测误差
源端和网络间进行再协商的机制，以及视
频源采用的码率调方法
频源采用的码率调整方法。
?在CBR方式下或者RCBR方式下所表现出来的，
络中可用的反馈资源，在源端对视频码流的速
率进行调整。
方面作出贡献的是Kanakia。
四、码率的特性及其平滑技术
四码率的特性及其平滑
要平滑源码率，必须选择一个合适的网络的帧传输调度策略这个策略必须满足上的帧传输调度策略。这个策略必须满足
率变化量，以及码率变化的次数进行优化。
?对于存储视频流、直播视频和电话会议等交
直播视频
SAVE算法
SAVE（Smoothed Adaptive Video over Explicit rate networks）是一
p是
?码率请求算法?帧量化算法
率请求算法
码率请求算法
?网络上需要的码率是两个不同码率中较大的那个。但
用帧内编码的帧和采用帧间编码的帧,这些帧内编码的少数据量,散布于视频序列中.
我们期望网络上的码率能够在一个
?我们期望网络上的码率能够在个GOP周期内能得到
就会比较差。因此，优化常常在一个GoP内进行。
帧量化算法
?跟踪在延迟时间tmax 内，在已知当前所分配