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基于SVC编码和DASH架构的360°视频流调度算法研究与设计

基于SVC编码和DASH架构的360°视频流调度算法研究与设计

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作者：吴晨怡南京师范大学

学位级别：硕士

近年来,随着移动网络的不断发展,视频设备的不断增加,视频应用的不断涌现,视频流量正成为全球互联网流量的主宰。由于全景摄像技术的出现与廉价交互式显示设备的普及,360°全景视频流媒体正在逐步成为一种流行的互联网服务。然而,在当... 详细信息

近年来,随着移动网络的不断发展,视频设备的不断增加,视频应用的不断涌现,视频流量正成为全球互联网流量的主宰。由于全景摄像技术的出现与廉价交互式显示设备的普及,360°全景视频流媒体正在逐步成为一种流行的互联网服务。然而,在当前互联网传输360°全景视频依然面临着高带宽和低延迟两大挑战。并且,典型的动态自适应流媒体系统使用MPD文件来描述不同质量表示形式的平均比特率。但是,VBR视频的比特率在时间维度波动很大。因此,视频码率高度动态性导致比特率高估/低估也会影响ABR算法的效率。为了缓解比特率高估/低估对ABR算法的影响,本文发现基于SVC编码和分块编码的360°全景视频的视频块大小在层次维度以及空间维度上具有强相关性,并定量计算其相关系数。结果表明,同一个分块的增强层视频块大小与基础层视频块大小存在强相关性,并且,水平相邻分块的基础层视频块大小也存在强相关性。在此基础上,本文进一步提出了使用块大小预测算法来增强360°视频调度框架。该块大小预测算法可用于以下两种情况的预测:(1)在同一分块的情况下,根据历史数据的相关性以及待预测视频块的基础层大小,来预测相应的增强层视频块大小;(2)在同一SVC层次的情况下,根据历史数据的相关性以及待预测视频块的空间上水平相邻的视频块大小,来预测相应的视频块大小。实验结果表明,通过块大小预测算法增强的ABR算法可以显著提高用户感知的视频播放质量。

关键词： 360°视频流视口自适应比特率高估/低估自适应比特率算法

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ICN中基于SVC编码的360°视频缓存策略研究

ICN中基于SVC编码的360°视频缓存策略研究

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作者：张菊南京师范大学

学位级别：硕士

近年来,随着虚拟现实(Virtual Reality,VR)和增强现实(Augmented Reality,AR)的快速发展,360°全景视频已经成为一种流行的Internet服务。由于其超高带宽和超低延迟要求,使得在Internet上传输360°视频流存在带宽受限、用户观看体验不... 详细信息

近年来,随着虚拟现实(Virtual Reality,VR)和增强现实(Augmented Reality,AR)的快速发展,360°全景视频已经成为一种流行的Internet服务。由于其超高带宽和超低延迟要求,使得在Internet上传输360°视频流存在带宽受限、用户观看体验不佳等问题。尽管使用分块编码技术和可伸缩视频编码(Scalable Video Coding,SVC)传输360°视频可以减少带宽消耗,但是由于网络延迟,360°视频的传输仍然具有挑战性。缓存技术是一种强有力的解决方案。在用户和内容服务器之间合理部署缓存,可以降低往返延迟和带宽消耗。但TCP/IP网络单播通信模式从根本上限制了缓存技术的发展,对大规模360°视频分发尤为不利。ICN网络是一种革命式的解决方案,能够从根本上解决TCP/IP架构的问题,对大规模视频分发拥有巨大的优势。首先,本文充分利用ICN网络泛在缓存以及天然组播的特性,提出了基于SVC编码的Fo V感知的360°视频概率缓存策略(SVC-oriented Fo V-aware Probabilistic Caching,SFPC)。当网络处于初始状态,SFPC策略把视频块缓存在路径可用缓存容量最大的节点上。一旦传输路径上的节点缓存容量不足,则把Fo V中的低层级视频块缓存在离用户较近的节点上,高层级视频块缓存在离服务器较近的节点上。同时,SFPC还通过严格控制路径上同一内容块的缓存副本比例来进一步降低缓存冗余。其次,本文还提出了一种名为“Size-Popularity-Layer-Fo V”(SPLF)的缓存替换策略,根据每个视频块到达时间以及访问频率提出了新的视频块流行度计算公式,并在此基础上,根据视频块的FoV、流行度等信息,为每一个视频块计算一个缓存价值,通过它来衡量视频块在未来时刻被访问的可能性的大小。当缓存空间满时,将缓存价值最小的视频块从缓存中驱逐以提高访问命中率。最后,本文在基于OMNet++的ccnSIM模块中采用真实用户的头部运动数据集进行仿真实验。实验结果表明,与各种基线算法相比,SFPC决策策略和SPLF替换策略不仅可以提高命中率,而且可以减少播放暂停次数、播放暂停时长和重新缓冲的时间。

关键词：信息中心网络缓存 360°视频流可伸缩视频编码用户视口

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