基于MPEG-DASH的视频传输系统研究与实现

发布时间：2020-09-04 10:27

　　 目前互联网视频流量占据用户消费总流量的近八成,并且超高清视频和移动客户端请求的方式也越来越受到消费者的青睐,因此对视频传输技术提出了新的挑战。基于HTTP的动态自适应流媒体传输技术(Moving Picture Experts GroupDynamic Adaptive Streaming over HTTP,MPEG-DASH)能够为客户端提供较高体验质量的流媒体传输服务。本文详细介绍了MPEG-DASH的基本原理及框架,并与多种流媒体传输技术进行对比,分析MPEG-DASH的优点。在MPEG-DASH中,码率自适应算法是其中一个研究热点。由于链路带宽存在随机性,已有的码率自适应算法不能很好解决播放流畅性和视频质量之间的矛盾。为解决该问题,本文提出一种基于状态机的视频码率自适应传输算法,将码率切换过程用状态机进行分析与控制。该算法首先充分考虑客户端体验质量的影响因素,对影响因素进行量化分析,并设定6个码率等级状态;然后将视频码率与影响因素的数值变化之间的联系作为状态转移条件;最后在保证播放缓存和码率偏移率处于一定阈值的条件下将视频码率切换至视频质量和播放流畅性整体性能相对最佳的码率等级上。实验结果表明,该算法与基于模糊逻辑控制的码率自适应算法和基于带宽的码率自适应算法相比能够提高客户端请求视频的平均码率,且尽量避免出现码率骤降等情况,从而较好地平衡播放流畅性和视频质量之间的关系,提升了视频观看过程的体验质量。目前国内的众多互联网视频内容提供商对MPEG-DASH的支持有限,针对该问题,本文实现一个基于MPEG-DASH的流媒体传输系统,其中服务端采用Nginx作为内容分发服务器,客户端采用libdash开源库实现DASH管理控制功能,并将本文所提算法融入系统中进行验证。结果显示本文所提算法相比于基于带宽的码率自适应算法能够减少码率切换次数,同时提高请求片段的平均码率。相比于模糊逻辑控制的码率自适应算法,本文所提算法能够提高请求片段的平均码率,且能够较快将初始码率提升至较高码率等级,从而为客户端提供较高的体验质量。
【学位单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN919.8
【部分图文】：

庆邮电大学硕士学位论文 第 2 章 MPEG-DASH 标准关键技术 CDN 网络结合，对视频内容的缓存与分发进行了优化，促进资源的合理分配。献[17]提出了 LTE 接入网中 DASH 流媒体传输的三种机制。文献[18]提出了一种 DASH 流媒体系统中预测最佳初始码率的方法，该方法主要由网页上的脚本和于视频服务器前的中间件来完成参数的收集并通过决策树进行码率的预测。文[19]将软件定义网络(Soft Define Network，SDN)在 DASH 系统中应用，对网络的 DASH 资源进行优化部署。在产业化应用方面，如 Harmonic 编码器厂商的 WFS 系统和高通的 Snapragon800 芯片都已支持 MPEG-DASH 标准，Wowza 采用 DASH 方案提供 H.265 4K 视频内容分发，Google 在 Android4.3 及以上版本已实现了对 MPEG-DASH支持[20]。今后将会有更多的企业提供对 MPEG-DASH 标准的支持。

大学硕士学位论文 第 2 章 MPEG-DASH 标准关键 480P，每个媒体表示都包含了本周期内特定媒体类型和特定码率下例如媒体表示 2 中具有四个片段，每个片段的码率都为 1000Kbps，时长为 30 秒，与周期 2 相同，第一个片段通常是初始化段，客户端解码必须首先获得初始片段[10]。

媒体组织结构示意图

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 夏勃;林浒;李鸿彬;杜威;;一种动态自适应HTTP流媒体码率切换算法[J];小型微型计算机系统;2015年02期

相关硕士学位论文 前6条

1 魏雪凯;MPEG-DASH协议自适应流媒体传输算法的研究[D];山东大学;2017年

2 王元勋;基于MPEG-DASH的流媒体视频传输系统设计与实现[D];西南交通大学;2016年

3 张洋洋;DASH中的自适应视频传输算法[D];中国科学技术大学;2016年

4 曹玉铭;动态流媒体技术MPEG-DASH的研究与实现[D];上海交通大学;2015年

5 阮伟聪;基于MPEG-DASH的视频点播系统的设计与实现[D];华南理工大学;2014年

6 李志峰;基于MPEG-DASH标准的流媒体服务器搭建和播控优化[D];北京邮电大学;2014年

本文编号：2812215