面向多媒体传输的Raptor编译码器设计与实现
发布时间：2022-01-03 15:25
随着第五代移动通信的到来,超清视频直播、VR全景视频、AR影像等多媒体应用越来越广泛并受到人们的欢迎,随之而来的时高速率、大带宽、多连接的多媒体通信模式,因此传输性能也需要进一步提升。因此在进行多媒体传输时,可以选用速率更快的UDP协议,但在传输过程中使用UDP协议可能会出现堵塞丢包等可靠性无法保障的情况,所以本文在应用层引入喷泉码,使用Raptor码对传输数据包进行前向纠错来提高通信的可靠性。为引入Raptor码,本文先对Raptor码的性能进行分析,从Raptor编码的码长、编译码时间与系统Raptor码的选用等多个方面分析,并根据多媒体通信的要求,选择合适的编码包长、译码开销、系统Raptor码种类等。接下来,以建立多媒体视频通信系统为例,在应用层将视频压缩转码成视频流,对视频流进行Raptor码编码形成Raptor码包流,并以UDP包的形式推入网络中,接收端可以对码包进行Raptor译码恢复出丢失的信号。为验证基于Raptor码的视频通信传输性能,在是否进行Raptor编码与不同长度的Raptor编码的情况下统计丢包数量,比较抗丢包能力,并分析了视频传输中时延与流畅性的关系,实...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RaptorQ码生成矩阵
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-33-图3-6视频传输平台发送端界面接下来对平台的操作进行简单的介绍，首先要VLC多媒体播放器对视频进行串流，选择H.265压缩格式、UDP协议传输，填入传输目标的IP地址和端口号，点击“流”即可以推送视频流，接收端VLC多媒体播放器选择打开网络串流，填入译码端要发送的IP地址及端口号。之后设定Raptor编译码器，为了进行传输，需要在两个终端间进行通信，可以在发送端与接收端分别打开上面的窗口，通过查询两个终端的IP地址，分别在窗口输入本机IP地址与端口与所要传输地址的IP地址与端口，如图2-11中所示表示的是发送端与接收端IP地址（192.168.1.110），从1234端口发送，在1235端口接收。当IP地址与端口全部设置完毕后，在其中一端点击图2-11中的server键将其设置为发送端，在另一端点击connect键将其设置为接收端，这样便将两端连接通。接下来通过选择动态连接库按键选择所要被加载的动态链接库，如图2-11中的Eno_udp_raptor.dll，并且点击ReloadDll按键加载入该dll文件，并且通过传输文件选项选择发送文件。在服务器端点击send发送键发送文件，便可以在客户端接收到所发送的文件，目前在平台可以直接进行图片的显示，当接收视频时，采用的是VLC视频播放器，利用VLC视频播放器播放收到的文件，可以通过
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-34-简单的点击按键即可进行视频的传输及播放，图中上successblock45表示已成功发送45个包。图3-7视频传输平台接收端界面如图3-7所示为接收端的平台界面设计，接收端只需要将动态链接库文件加载成功后，即可等待视频播放，，图中上successblock43表示已成功接收43个包，可以看出发送与接收存在一定的延时，发送端与接收端有一个编码块的间隔。3.3基于Raptor码视频通信的性能分析3.3.1视频通信系统的时延分析在本章基于Raptor码的多媒体视频通信系统中，因为是建立在实时多媒体视频传输的背景上，如网络直播或VR视频等，都需要很低的时延。这里要注意关于时延的问题，即从服务器端到客户端的时延。其中关键的因素有如下几个，首先是Raptor编码包在客户端译码器处的缓存大小，若设置的缓存较大，优点就是传输效率高，但是缺点就是从服务器端到客户端的时延较长，Raptor编译码器的编译码时间也会随着原数据数量的增多而延长，若缓存较小，虽然时延可能会减少，但传输效率会降低，所以选择合适的缓存大小是十分重要的。其次是Raptor编译码器的编译码速度，前面已经给出证明，本文为降低时间采
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于LT码的度分布优化算法[J]. 魏德宾,李金明,潘成胜. 计算机工程. 2018(09)
硕士论文
[1]面向无线视频传输的喷泉码编译码算法研究[D]. 郑博言.哈尔滨工业大学 2019
[2]喷泉码在无线视频传输中的应用研究[D]. 刘康.北京邮电大学 2019
[3]无线通信中的喷泉码技术研究[D]. 李艳霞.电子科技大学 2019
[4]面向5G的喷泉码研究与应用[D]. 王辰.东南大学 2018
[5]不等差错保护在存储和传输过程中的研究及应用[D]. 陆大伟.上海交通大学 2018
[6]具有不等差错保护特性的喷泉码设计研究[D]. 李华安.兰州大学 2016
[7]数字喷泉码在流媒体传输中的研究与应用[D]. 任加勒.浙江工业大学 2015
[8]UEP喷泉码及其在多媒体通信系统中的应用研究[D]. 朱鹏.浙江工业大学 2015
[9]纠删码和可靠UDP相结合的无线视频传输技术研究与实现[D]. 徐盈盈.北京邮电大学 2015
[10]基于系统Raptor码的不等差错保护图像传输[D]. 于文慧.西安电子科技大学 2014
本文编号：3566510
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RaptorQ码生成矩阵
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-33-图3-6视频传输平台发送端界面接下来对平台的操作进行简单的介绍，首先要VLC多媒体播放器对视频进行串流，选择H.265压缩格式、UDP协议传输，填入传输目标的IP地址和端口号，点击“流”即可以推送视频流，接收端VLC多媒体播放器选择打开网络串流，填入译码端要发送的IP地址及端口号。之后设定Raptor编译码器，为了进行传输，需要在两个终端间进行通信，可以在发送端与接收端分别打开上面的窗口，通过查询两个终端的IP地址，分别在窗口输入本机IP地址与端口与所要传输地址的IP地址与端口，如图2-11中所示表示的是发送端与接收端IP地址（192.168.1.110），从1234端口发送，在1235端口接收。当IP地址与端口全部设置完毕后，在其中一端点击图2-11中的server键将其设置为发送端，在另一端点击connect键将其设置为接收端，这样便将两端连接通。接下来通过选择动态连接库按键选择所要被加载的动态链接库，如图2-11中的Eno_udp_raptor.dll，并且点击ReloadDll按键加载入该dll文件，并且通过传输文件选项选择发送文件。在服务器端点击send发送键发送文件，便可以在客户端接收到所发送的文件，目前在平台可以直接进行图片的显示，当接收视频时，采用的是VLC视频播放器，利用VLC视频播放器播放收到的文件，可以通过
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-34-简单的点击按键即可进行视频的传输及播放，图中上successblock45表示已成功发送45个包。图3-7视频传输平台接收端界面如图3-7所示为接收端的平台界面设计，接收端只需要将动态链接库文件加载成功后，即可等待视频播放，，图中上successblock43表示已成功接收43个包，可以看出发送与接收存在一定的延时，发送端与接收端有一个编码块的间隔。3.3基于Raptor码视频通信的性能分析3.3.1视频通信系统的时延分析在本章基于Raptor码的多媒体视频通信系统中，因为是建立在实时多媒体视频传输的背景上，如网络直播或VR视频等，都需要很低的时延。这里要注意关于时延的问题，即从服务器端到客户端的时延。其中关键的因素有如下几个，首先是Raptor编码包在客户端译码器处的缓存大小，若设置的缓存较大，优点就是传输效率高，但是缺点就是从服务器端到客户端的时延较长，Raptor编译码器的编译码时间也会随着原数据数量的增多而延长，若缓存较小，虽然时延可能会减少，但传输效率会降低，所以选择合适的缓存大小是十分重要的。其次是Raptor编译码器的编译码速度，前面已经给出证明，本文为降低时间采
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于LT码的度分布优化算法[J]. 魏德宾,李金明,潘成胜. 计算机工程. 2018(09)
硕士论文
[1]面向无线视频传输的喷泉码编译码算法研究[D]. 郑博言.哈尔滨工业大学 2019
[2]喷泉码在无线视频传输中的应用研究[D]. 刘康.北京邮电大学 2019
[3]无线通信中的喷泉码技术研究[D]. 李艳霞.电子科技大学 2019
[4]面向5G的喷泉码研究与应用[D]. 王辰.东南大学 2018
[5]不等差错保护在存储和传输过程中的研究及应用[D]. 陆大伟.上海交通大学 2018
[6]具有不等差错保护特性的喷泉码设计研究[D]. 李华安.兰州大学 2016
[7]数字喷泉码在流媒体传输中的研究与应用[D]. 任加勒.浙江工业大学 2015
[8]UEP喷泉码及其在多媒体通信系统中的应用研究[D]. 朱鹏.浙江工业大学 2015
[9]纠删码和可靠UDP相结合的无线视频传输技术研究与实现[D]. 徐盈盈.北京邮电大学 2015
[10]基于系统Raptor码的不等差错保护图像传输[D]. 于文慧.西安电子科技大学 2014
本文编号：3566510
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