Internet上连续媒体的同步技术研究

【摘要】：宽带通信技术的发展促进了多媒体通信技术的发展。多媒体应用已经深入到教育、办公、商业、科学工程和家庭等各个方面,如网络电视、视频点播、远程教学、可视电话和视频会议等。与其它传统数据应用相比,多媒体应用最突出的特点是集成了多种类型的媒体流,而这些媒体流必须以一种同步的方式展现给用户。作为多媒体通信中的一项关键技术,多媒体同步是一个特殊的也是极为重要的服务质量(QoS),已经引起了学术界的广泛关注。 本文针对Internet上连续媒体的同步问题进行了较为深入的研究,主要的研究内容和成果如下: 1.根据Chebyshev不等式和时延抖动的统计特性,预测出分组网络时延的范围,并在时延范围预测的基础上提出一种适用于VoIP的媒体播放控制算法。该算法记录先前到达分组的网络时延,用它们对当前的播放时延作短期预测,并根据播放时延的估计调整每个突发期中分组的播放时间。实验结果表明该算法可以自适应的跟踪网络时延的变化,能够按照语音QoS要求在播放时延和分组丢弃之间取得权衡,并可以在不同时间自适应的选取参数k的值,将迟到分组的比值限制在5%以下。 2.针对MPEG2软件解码器,提出并实现一种媒体同步控制算法。该算法不需要调整解码器的本地系统时钟,而以音频流为主媒体流,视频流为从媒体流,同步启动播放音视频,播放时音频流采用正常的播放帧率,利用基于相同时间基点的媒体单元的播放时间标签,调整视频流的播放帧率来取得视频流媒体内同步和音视频媒体间同步。实验结果表明,算法可以实现解码器的媒体同步,能够满足用户提出的可感知QoS要求。该算法已应用于实际的多媒体通信系统中,MPEG2音视频播放同步性能良好。 3.提出一种存储连续媒体的媒体同步反馈控制算法。该算法给出了为保证单个媒体流媒体内同步和音视频媒体间同步接收端所需的播放缓冲区的设计准则。算法分别根据音频和视频播放缓冲区的占用水平,发现失步时通过反馈的方式改变发送端音频流和视频流的发送帧率,补偿时延抖动和网络异常,实现音频流和视频流的媒体内同步。同时在音频流和视频流保持媒体内同步的基础上,接收端同步启动播放音视频,从而达到音视频媒体间同步。实验结果表明该算法可以显著地降低媒体单元丢失率和播放时延,保证音频流和视频流的平滑播放,并实现音视频媒体间同步。 4.提出一种在接收端的流媒体的同步控制算法。算法分别根据音频和视频播