基于非线性控制理论的动态HTTP流媒体码率控制研究

批准号:
61471009
项目类别:
面上项目
资助金额:
82.0 万元
负责人:
张行功
依托单位:
学科分类:
F0108.多媒体通信
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
董全武、周超、汤凯、牛童、耿玉峰、姚斯宇、刘利、张龙云
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中文摘要
随着网络和视频传输技术发展,HTTP流媒体具有广泛应用前景。但由于终端设备的多样性和带宽的时变性,如何实现动态自适应HTTP流媒体传输(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP, DASH)已成为国内外的一个研究热点。 本项目将针对DASH码率控制所面临的共性基础问题,在已有的控制理论和视频质量模型等相关工作基础上,研究基于非线性控制的DASH码率动态自适应理论和方法。在模型层面,提出并研究基于缓冲区的码率控制模型,包括非线性缓冲区控制方法、基于主观质量的码率量化方法和公平性控制模型,以解决动态码流切换导致的质量平滑、码率抖动和带宽效率等问题;在方法层面,研究基于非线性控制模型的自适应码流控制方法,特别是针对多服务器并发流传输,研究多流调度算法、多流控制模型和控制优化等问题;在此基础上,开展多服务器DASH关键技术实现和验证。
英文摘要
With the advance of video coding and networking, HTTP video streaming is recently emerging as a promising video delivery method in Internet. But due to diversified bandwidth and time-varying network conditions, it is a great challenge for researchers to stream video with high quality by Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH). In this proposal, we will focus on the fundamental issue of DASH, and investigate non-linear control-theoretic models and approaches to rate adaptation for DASH. The proposal consists of threefold: models, algorithms and implementations. In the modeling researching, we will propose and investigate a buffer-based rate control model, which consists of non-linear buffer control, subjective-quality-based rate quantization and fairness control, to achieve rate switching smoothly, less rate oscillation and high bandwidth efficiency. In the algorithm researching, we will investigate non-linear control-theoretic rate control approach. Especially for multiple-server HTTP video streaming, we will address on multi-server scheduling algorithm, multi-streaming rate adaptation modeling and control system optimization. Besides these, we will also carry out implementations and validations of multi-server DASH, to verify the proposed models and algorithms.
随着网络和视频传输技术发展,动态自适应流传输 (Dynamic Adaptive Streaming, DAS)已成为国内外的一个研究热点。如何在带宽波动、环境恶劣的网络环境下实现高质量视频传输,是亟待解决的关键问题。动态流传输已经从媒体领域的单个研究问题,扩展为网络领域、机器学习、互联网产业界广泛关注的研究问题。.本项目重点研究用户质量体验驱动的动态流传输,包括非线性控制的码率自适应传输理论和方法、视点自适应流传输、和网络缓存动态流分发等内容。.研究基于非线性控制的动态自适应理论和方法,特别是针对多流调度公平性、多流控制模型和HTTP/2.0推送优化等问题,提出一种用户体验质量驱动的码率控制模型,解决视频传输的卡顿、延迟和抖动等问题。相关成果被国际标准MPEG DASH和国内标准AVS采纳。.研究超高清/虚拟现实视频的动态自适应传输技术。提出一种基于用户质量体验的视点自适应传输框架,实现局部数据传输;研究用户视点行为,提出基于机器学习的用户视点预测方法。相关工作在2017-2018连续两年获得国际会议ICME DASH-IF比赛的亚军。.同时,将动态流传输研究扩展到内容中心网络,研究内容路由、缓存等网络视频传输的基本理论。提出了基于协作缓存的内容分发策略,能有效地利用网络缓存,显著降低内容分发的延迟。.本项目共发表论文20余篇,其中CCF A和Transaction顶级论文7篇,占比30%以上;申请国家发明专利11项;提交国内外标准提案10余项,被国际标准MPEG DASH采纳提案和专利一项,牵头起草国内AVS标准两项;获得国际会议比赛2次;开发《HTTP动态流直播系统》和《虚拟现实视频动态流传输系统》,相关技术在国内大型视频网站得到初步应用。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1109/tcsvt.2017.2771246
发表时间:2017-04
期刊:IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology
影响因子:8.4
作者:Chao Zhou;Chia-Wen Lin;Xinggong Zhang;Zongming Guo
通讯作者:Chao Zhou;Chia-Wen Lin;Xinggong Zhang;Zongming Guo
DOI:10.1109/tcsvt.2018.2849015
发表时间:2019-06
期刊:IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology
影响因子:8.4
作者:Zhimin Xu;Xinggong Zhang;Zongming Guo
通讯作者:Zhimin Xu;Xinggong Zhang;Zongming Guo
A Novel JSCC Scheme for UEP-Based Scalable Video Transmission Over MIMO Systems
一种新颖的 JSCC 方案,用于 MIMO 系统上基于 UEP 的可扩展视频传输
DOI:10.1109/tcsvt.2014.2364418
发表时间:2015-06
期刊:IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology
影响因子:8.4
作者:Zhou Chao;Lin Chia-Wen;Zhang Xinggong;Guo Zongming
通讯作者:Guo Zongming
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