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基于用户视窗的自适应360度全景视频传输的研究

杨福星  
【摘要】:随着虚拟现实(Virtual Reality,VR)的软硬件设施以及VR平台的不断发展与完善,VR产业迎来快速发展期。VR给用户带来全新的沉浸式体验,其中全景视频在VR上扮演着关键性角色。全景视频具有高帧率、高分辨率、360度环绕等特点,然而也代表着其需求更大的数据量和传输带宽。由于人眼视角的局限性,在某一时刻VR用户通过头戴式显示器(Head-mounted Display,HMD)仅能观看全景视频的一部分,所以通过传统的视频传输方法会造成大量的带宽资源浪费。鉴于此,本文结合DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)技术,基于用户视窗的全景视频自适应传输展开研究。论文主要贡献如下:1.基于人眼视角特性和头部运动特性,给出了一种全景视频区域优先级划分方案,不同优先级区域传输不同质量等级的全景视频内容。2.基于带宽估计、缓存区状态以及用户视窗预测,给出了一种全景视频自适应传输策略。结合预测可用带宽和预测用户视窗确定待传输全景视频优先级区域的质量等级组合,实现自适应传输。3.基于上述全景视频自适应传输策略,设计并实现了全景视频自适应传输试验系统。系统包括服务端和客户端,采用有线传输途径进行传输。服务端负责视频DASH内容的准备,客户端负责带宽的估计、缓存区的监控、用户视窗的预测以及视频内容的决策下载。4.对试验系统进行功能测试和性能测试,将给出的自适应传输方法和传统传输方法进行原理验证与对比分析,验证本文提出的全景视频自适应传输策略的有效性。测试表明,本文的全景视频自适应传输策略能够在保证用户体验质量的基础上有效减少带宽消耗。


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