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《西安电子科技大学》 2004年
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网络通信中的视频编码与传输技术研究

张方  
【摘要】:随着Internet的飞速发展及人们对网络多媒体业务需求的不断增加,视频流的网络通信技术正受到学术界和科学界越来越多的关注。针对视频流业务具有连续性传输、数据量大、对实时性和可靠性要求高等特点,以及网络信道的异质特性和时变特性,本文从信源编码和信道传输过程中的多个角度出发,对网络通信中的视频编码与传输技术进行了深入细致的研究。 本文的主要工作及取得的研究成果如下: 1.在改善信源编码效率方面,本文提出了三种算法:(1)基于运动矢量统计特性分析的快速自适应全局运动估计算法。通过引入一个可预先设置的参数以计算当前帧与参考帧之间的基本平移矢量,该算法可以榆测视频内容的运动特征并自适应地采取混合全局运动、局部运动估计的算法处理不同特征的数据;(2)采用基于内容的码率分配方案的感兴趣区视频编码算法。该算法同时参考感兴趣度、图象复杂度两个因素来自适应分配码率资源,在较大程度上减小了误差扩散的范围,提高了编码效率和码率分配灵活性;(3)基于率失真优化的扩展自适应块大小运动估计算法,并给出了该算法的SoC并行结构设计。通过增加更多更灵活的块匹配结构,该算法有效改善了整体编码效率,其并行结构在牺牲少量硬件资源的基础上,大幅度缩短了硬件编码延时,减小了算法复杂性。 2.在可分级视频编码方面,本文提出了两种算法:(1)基于位置重排和VLC重组的分层编码算法。为了使视频流数据能适应更宽范围的网络带宽起伏和具有更强的传输控制灵活性,该算法通过对DCT系数量化残差做比特平面编码产生增强层码流,而基本层数据则由更多的子基本层组成,每个子基本层都通过宏块级DCT系数重排和VLC重组生成;(2)基于自适应参考帧插入的多描述分层视频编码算法。通过结合多描述和分层编码的优点,该算法更进一步提高了视频流的抗误码性。 3.在网络应用层的传输控制方面,本文针对不同的传输信道和码流结构,分别提出了三种算法:(1)基于收发交互的不等重出错保护算法。依据信道反馈参数,该算法通过实时自适应调整待传输码率和RCPC编码速率实现;(2)基于网络状态估计的视频流传输控制算法。通过构造并分析IP网络数学模型,该算法给出了一种新颖的判断网络当前状态、估算信道可利用带宽资源的方法,并设计了一种自适应不等重丢包保护策略,可以依据信道条件实时调整待发送的可分级码流层数和对不同层数据的保护力度;(3)基于Ad Hoc网络的多径传输控制算法。针对多描述分层码流,该算法可依据不同路径的当前状态自适应选择待传输的数据分组内容。 4.在网络传输层方面,本文提出了一种视频流分组网络实时传输协议,并分别从数据打包结构、QoS状态参数统计、包失序及滑动大小的缓冲区控制等几个方面详细讨 网络通信中的视频编码与传输技术研究 论了该协议的工作原理和流程。 针对提出的所有算法,论文都通过大量的软件仿真、测试及与传统算法的比较来验 证其有效性和先进性。 关键词:视频网络通信可分级编码多描述分层编码不等重保护实时传输协议 西安电子科技大学博士学位论文
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TN919.81

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 杜建超;基于H.264/AVC的视频容错技术研究[D];西安电子科技大学;2006年
2 赖昌材;基于模糊度量的视频编解码关键技术研究[D];西北工业大学;2006年
3 石迎波;无线信道中的视频编码与传输技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 刘婷;基于SVC的视频编码后处理算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 李文博;无线电监测信息采集调度系统的设计与实现[D];电子科技大学;2011年
3 郝力;基于Linux的实时视频传输技术的研究[D];解放军信息工程大学;2006年
4 梁瑞;异构网络中视频流传输的研究[D];北京邮电大学;2007年
5 刘瑶;基于EPON的数字电视网络处理系统的硬件设计[D];华中科技大学;2006年
6 毛忞婧;基于EPON的网络电视频道切换机制研究与实现[D];华中科技大学;2006年
7 朱积砚;基于EPON的网络电视传输系统软件设计[D];华中科技大学;2006年
8 高玉娥;H.264 CAVLC解码器的硬件设计与实现[D];西安电子科技大学;2008年
9 刘旭国;基于3G和软交换的实时视频传输的研究与实现[D];贵州大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张方;赵波;肖嵩;吴成柯;;一种SoC实现ABME的并行结构分析[J];电路与系统学报;2005年06期
2 张方,吴成柯,肖嵩,王养利;一种基于MPEG-4的感兴趣区域视频编码新方法[J];电子学报;2005年04期
3 张方,肖嵩,吴成柯;一种快速自适应全局运动估计算法的研究[J];电子与信息学报;2004年04期
4 张方,吴成柯,程培星,肖嵩;一种改进的可分级视频编码方法及其网络传输研究[J];电子与信息学报;2005年01期
5 鲁宏伟;基于UDP传输协议的包丢失和失序处理[J];计算机工程与应用;2001年02期
6 肖嵩,张方,吴成柯;基于小波SPIHT的联合信源信道编码新方法[J];计算机学报;2003年03期
7 张方,吴成柯,肖嵩;基于小波EBCOT的图像IP网络传输控制策略[J];计算机学报;2004年02期
8 张方,肖嵩,吴成柯;基于位置重排的视频不等纠错保护方法[J];计算机学报;2004年11期
9 陶文强,李德星;改善Internet视频流QoS的途径和方法[J];南京邮电学院学报;2003年01期
10 宋彬,常义林;基于H.26L的视频抗误码方法研究[J];西安电子科技大学学报;2003年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王维东;MPEG-4中视频伸缩编码及错误隐藏等问题的研究[D];浙江大学;2001年
2 陈丹;基于精细分层编码的视频通信技术研究[D];西北工业大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄泽界;;一种远程视频监控系统的实现[J];安防科技;2008年02期
2 汪庆年;孙丽兵;李桂勇;;一种基于ARM的视频监控系统的设计[J];安防科技;2009年06期
3 徐丰;;基于SIP协议的视频监控系统[J];安防科技;2010年12期
4 纪雯,王迎,史浩山;基于动态CBR控制的混合媒体流传输机制[J];安徽大学学报(自然科学版);2004年06期
5 李娜;大型厂矿集团工业电视图像远程传输系统的设计[J];北京工业职业技术学院学报;2004年03期
6 卓志敏;杨莘元;杨雷;;基于RANSAC+LS算法的红外成像全局运动估计[J];兵工学报;2008年03期
7 杨娟,张雯;网络视频监控[J];北京广播学院学报(自然科学版);2003年03期
8 沈兰荪,魏海,黄祥林;压缩域图像处理技术研究[J];北京工业大学学报;2000年03期
9 尹宝才;苏海斌;李锌;杨猛;;基于AVS-M视频编码的3G流媒体文件格式[J];北京工业大学学报;2007年01期
10 李小平,林学訚,曲大成,任江兴;车辆牌照识别系统可靠性问题的研究[J];北京理工大学学报;2001年01期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 张立东;张登福;毕笃彦;;视频编码芯片W99200F在军用机载音视频记录系统中的应用[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
2 王保娟;姚松恒;;基于H.263的变电站远程视频监控系统研究[A];第十届中国科协年会环境保护与生态文明建设论坛论文集[C];2008年
3 朱锋;张晔;周廷显;裘玲隽;;多媒体部分加密技术的研究[A];第十九次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2004年
4 李阳超;熊显名;;嵌入式自动聚焦系统的设计[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(一)[C];2007年
5 李俊华;曹志坚;;利用专用字符实现叠加电路的视频监控系统[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(一)[C];2007年
6 胡婧;胡栋;;实时无线视频系统中的传输差错处理[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
7 于浩洋;郭景峰;邹沐昌;;基于面向对象技术的视频数据模型[A];第十八届全国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘丽丽;基于采样模型的多维矢量矩阵DCT整数变换编解码器研究[D];吉林大学;2011年
2 李国波;认证与恢复统一的自嵌入水印算法及其拓展应用研究[D];复旦大学;2011年
3 刘洋;无线组播系统分层和协同传输技术研究[D];北京邮电大学;2011年
4 卢冀;基于网络编码的多媒体传输技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 苑光明;基于全方位视觉的移动机器人动态目标识别与导航研究[D];河北工业大学;2010年
6 孙文邦;基于三维SDCT的视频压缩方法研究[D];吉林大学;2011年
7 张正阳;高性能图像编码研究[D];西安电子科技大学;1999年
8 肖忠;战场装甲侦察系统的研制[D];电子科技大学;2000年
9 陈泽祥;数字电视相关技术的研究及新型投影机的研制[D];电子科技大学;2000年
10 王沛;遥感图像基于小波变换压缩系统的快速实现[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑纪业;基于H.264的校园视频监控系统的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
2 郭洋;基于嵌入式零树图像压缩编码方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张帅;基于IP的DVB复用器及可靠性数据传输研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 周瑞;基于TMS320C64x的H.264视频编码器实现[D];大连理工大学;2010年
5 陈立华;H.264/AVC视频编码标准中预测模式快速选择算法研究[D];大连理工大学;2010年
6 王宁;一种基于软交换的机顶盒视频通讯系统的研究与设计[D];长沙理工大学;2010年
7 彭铁钢;基于H.264的嵌入式视频监控系统设计[D];湘潭大学;2010年
8 李祥福;基于线阵像素差值法的智能数字视频监控系统设计与实现[D];中国海洋大学;2010年
9 董兴辉;中文信封图像分割和目的地址块定位的研究[D];中国海洋大学;2010年
10 常晓光;电视台SOBEY非线性制播网络系统的设计与构建[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗霄,韩润萍,赤建武;IGMP snooping技术原理及实现[J];北京服装学院学报;2004年01期
2 王晓峰,吴平东,任长清,黄杰,马树元,陈之龙;基于TCP/IP的远程控制实验系统中再现网络时延的研究[J];北京理工大学学报;2003年01期
3 谭敏强,雷振明;用IGMP窃听与代理在交换式以太网上实现IP组播[J];北京邮电大学学报;2003年02期
4 何元清,孙世新,陈文宇;网络通信延迟对并行效率的影响[J];电子科技大学学报;2002年02期
5 范英磊;郑培超;苏放;李勇;徐惠民;;异构网络中的视频传输服务质量框架[J];电子科技大学学报;2008年01期
6 余萍;基于Internet的实时视频传输技术浅析[J];电力系统通信;2002年04期
7 章洪兵;于永彦;赵欢;宋炳光;周美芳;;基于DirectX的视频采集与处理系统[J];电脑知识与技术;2008年32期
8 黎宁,郭传雄,郑少仁;视频流传输的网络质量保障[J];电视技术;2001年11期
9 朱冬冬,戴琼海;H.264解码器中CAVLC码表查找算法的改进[J];电视技术;2004年01期
10 代富贵,陈健;基于CPLD的图像采集多分辨率处理技术[J];电视技术;2004年09期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 王维东;MPEG-4中视频伸缩编码及错误隐藏等问题的研究[D];浙江大学;2001年
2 陈丹;基于精细分层编码的视频通信技术研究[D];西北工业大学;2002年
3 许延;连续媒体的同步技术研究[D];西安电子科技大学;2002年
4 肖嵩;无线信道中的联合信源信道编码研究[D];西安电子科技大学;2004年
5 滕国伟;H.264/AVC实时编码系统及其相关算法的研究[D];上海大学;2005年
6 朱红;面向Internet的视频编码技术研究[D];西安电子科技大学;2005年
7 陈敏;网络实时视频传输研究[D];华南理工大学;2004年
8 杜建超;基于H.264/AVC的视频容错技术研究[D];西安电子科技大学;2006年
9 石迎波;无线信道中的视频编码与传输技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田毅珂;视频编码算法的研究与标准的实现[D];西安电子科技大学;2002年
2 杨志伟;嵌入式实时视频传输系统实现技术研究[D];西安电子科技大学;2005年
3 刘立刚;基于IP机顶盒上的视频电话软件系统的开发[D];西安电子科技大学;2005年
4 陈尧红;基于网络的视频监控系统[D];浙江大学;2006年
5 苏新明;SIP与BICC/ISUP互通的研究[D];西北工业大学;2006年
6 庞然;基于DirectX的音视频播放器软件设计[D];浙江大学;2006年
7 李林瑛;网络远程监控与控制系统的研究与应用[D];成都理工大学;2006年
8 宋柱芹;视频会议中视频实时传输系统的研究与实现[D];中国海洋大学;2006年
9 郭华;基于3G-324M协议的移动多媒体通信研究[D];暨南大学;2006年
10 王继鹏;基于Asterisk构建中小型公司IP-PBX通信系统的研究[D];西北工业大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 张雅丽;付炜;;基于分块模式和双模式叠加的时域错误隐藏[J];计算机安全;2011年01期
2 杨旗;姜秀华;;基于H.264的容错技术[J];有线电视技术;2011年10期
3 李龙;;浅议通信工程传输技术的应用[J];科技创新导报;2013年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 田玲;视频编码率失真特性及帧编码复杂度模型研究[D];电子科技大学;2010年
2 卢冀;基于网络编码的多媒体传输技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 郭大波;网格基单目和立体视频编码及相关技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张存利;基于802.11网络的无线视频传输系统设计[D];福建师范大学;2010年
2 刘婷;基于SVC的视频编码后处理算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 阎伟萍;网络遥操作机器人系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 邓珂;基于H.264网络视频传输方案的设计与实现[D];华中科技大学;2011年
5 马佳佳;基于ARM的无线实时公路道路视频传输的研究[D];南京邮电大学;2012年
6 唐玲娜;H.264视频解码优化及DSP实现[D];电子科技大学;2009年
7 余海瑞;多描述视频编码方法研究[D];中国科学技术大学;2009年
8 霍利岭;H.264/AVC帧内模式快速选择算法的研究与优化[D];河北师范大学;2010年
9 李丰娟;H.264/AVC编码标准模式选择快速算法研究[D];重庆大学;2010年
10 孙倩;基于RTSP的媒体服务器流媒体功能研究与实现[D];北京邮电大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋彬,常义林;基于主观质量控制的数字视频综合抗误码技术[J];电子学报;2001年07期
2 宋彬,常义林,马林华,罗忠,王静;一种新颖实用的交互式视频抗误码方法[J];电子学报;2003年04期
3 王卫,蔡德钧,万发贯;神经网络在图像编码中的应用[J];电子学报;1995年07期
4 房育栋,余英林;快速分形图象压缩编码[J];电子学报;1996年01期
5 鲁宏伟;基于UDP传输协议的包丢失和失序处理[J];计算机工程与应用;2001年02期
6 薛沛林,张会汀,郑力明;基于UDP/IP的多媒体数据传输[J];计算机工程与应用;2001年08期
7 蔡洪斌,杨国纬,周明天;基于主动网络的可靠多播[J];计算机工程与科学;2000年06期
8 罗万明,林闯,阎保平;TCP/IP拥塞控制研究[J];计算机学报;2001年01期
9 单玉峰,柴乔林;TCP友好拥塞/速率控制算法及其在多媒体数据传输中的应用[J];计算机学报;2001年08期
10 肖嵩,张方,吴成柯;基于小波SPIHT的联合信源信道编码新方法[J];计算机学报;2003年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 卢雅伟,邱俊海,张春田;MPEG-2视频编码数据流的头部信息[J];电视技术;1996年04期
2 常义林,孙献璞,吴剑;视频变速率编码的统计模型研究[J];西安电子科技大学学报;1996年02期
3 王光学,赵文革,曹长修;一种基于小波和低复杂度矢量量化的视频编码算法[J];重庆大学学报(自然科学版);2000年01期
4 王福龙;余英林;;变时长变速XYZ视频编码[J];计算机科学;2004年01期
5 罗智勇,张会汀;基于DirectShow与DMO的视频采集与编码实现[J];计算机工程;2005年14期
6 潘啸;浅谈MPEG-4视频编码[J];芜湖职业技术学院学报;2005年02期
7 董志平;陈水仙;艾浩军;;视频编码中环路滤波的SSE2优化方法研究[J];计算机工程与应用;2006年08期
8 夏惊涛;卢娜;穆道生;;视频监控系统浅析[J];兵工自动化;2006年02期
9 唐田野;刘钊;;基于内容复杂度的视频编码码率控制[J];电子与信息学报;2006年06期
10 李志欣;李建华;侯建党;;一种改进的运动估计新算法[J];计算机工程与应用;2007年18期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李春辉;袁春;;基于可扩展视频编码和网络编码的P2P流媒体系统[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【poster】[C];2011年
2 李晓辉;;基于DCT系数分布特性的视频编码码率控制策略[A];第十五届电工理论学术年会论文集[C];2003年
3 张雄;毕笃彦;熊磊;;MPEG-4基于内容的视频编码与视频图像分割[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
4 李民;;互联网传输视频软件的开发与应用[A];中国新闻技术工作者联合会五届二次理事会暨学术年会论文集(下篇)[C];2010年
5 汪胜前;章琳;方志军;杨寿渊;;基于Curvelet变换的视频编码研究[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
6 高攀;彭强;刘祥凯;;基于多视点视频编码的率失真优化编码模式选择[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【poster】[C];2011年
7 许鹏飞;罗建书;;基于模糊-C划分的矢量量化及其在视频编码中的应用[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
8 梁宇钒;王景中;;视频编码软件系统的稳定性设计方法[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2007年
9 郭红星;韩卫芳;田婷;程立;;突出人脸感兴趣区域的低比特率视频编码方法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
10 贺文伟;张玉玲;;H.264中运动估计算法的研究与改进[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(上册)[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 周汝波 贺学金;碟机常用视频D/A转换、视频编码集成电路维修资料[N];电子报;2007年
2 长佑;视频编码新规格MPEG-4[N];电子资讯时报;2005年
3 艾思平翻译;视频编码软件CCE SP2操作指南(7)[N];电子报;2009年
4 王伟;3DAV中的多视点视频编码及解码端视点绘制研究 获2006年度国家自然科学基金资助项目[N];科技日报;2007年
5 北京航空航天大学计算机系 李炜;探寻视频编码技术发展的足迹[N];中国计算机报;2000年
6 记者 徐建华;我国先进音视频标准制定更具开放性[N];中国质量报;2009年
7 艾思平翻译;视频编码软件CCE SP2操作指南(10)[N];电子报;2009年
8 艾思平翻译;视频编码软件CCE SP2操作指南(20)[N];电子报;2009年
9 中国科学院计算技术研究所,中国科学院研究生院$$ $$信息产业部“数字音视频编解码技术标准工作组”秘书长、组长 黄铁军 高文;视频编码有绝招[N];计算机世界;2003年
10 艾思平翻译;视频编码软件CCE SP2操作指南(16)[N];电子报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张方;网络通信中的视频编码与传输技术研究[D];西安电子科技大学;2004年
2 国玫;分布式视频编码关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 国玫;分布式视频编码关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 张冬冬;三维小波可伸缩视频编码技术研究[D];上海交通大学;2007年
5 黄爱爱;可伸缩视频编码快速算法与质量优化方法研究[D];浙江大学;2011年
6 王尊亮;分布式视频编解码算法研究[D];北京邮电大学;2009年
7 张文豪;可分级与高效视频编码中关键技术的研究[D];北京邮电大学;2010年
8 汪大勇;可伸缩视频编码的快速算法研究[D];电子科技大学;2010年
9 丁贵广;面向通信的视频编码技术研究[D];西安电子科技大学;2004年
10 韩军功;立体图像和视频编码的理论及算法研究[D];西安电子科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田晓华;AVS视频编码中整数变换与熵编码研究[D];华中科技大学;2004年
2 徐振华;基于流处理器的高清网络摄像机视频编码的设计和实现[D];宁波大学;2010年
3 王海玲;视频编码码率控制策略的研究[D];郑州大学;2004年
4 陶钧;视频流媒体中的可伸缩性小波编码MC-EZBC及其应用研究[D];国防科学技术大学;2003年
5 高嵩;可伸缩视频编码算法实现与优化设计[D];浙江大学;2011年
6 张军;基于小波的可伸缩性视频编码研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
7 邓兵;可伸缩性视频编码中的码率控制算法研究[D];浙江大学;2010年
8 邢璐;基于DSP平台的视频编码优化与SIP协议实现[D];北京邮电大学;2010年
9 罗桂华;基于多小波的视频编码技术研究[D];江西财经大学;2010年
10 区骋;基于运动补偿技术和三维小波变换的视频编码器研究[D];广西大学;2004年
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