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本文研究了IPTV系统中若干关键技术的实现与应用。首先对IPTV系统及其架构进行了介绍,随后分析了现有的视频编解码标准及其特点,并比较其性能差异,同时深入研究了图像质量主观、客观评价技术,并提出了一种可行性较高的视频图像质量主观、客观评价方案;接着对IPTV系统中的流媒体传输技术进行了深入的分析,介绍了RTP/RTCP,RSTP和RSVP协议,详细分析了传输流和节目流的结构,并比较了传输流、节目流和ISMA三种主流的流媒体标准之间的异同点;最后对IPTV系统中的视频内容切片技术进行了深入的研究,并给出了切片的实现方法和实验结果。
本文作者在图像质量的主观、客观评测及IPTV视频内容切片技术方面开展了创新性的研究工作。
理论和实践都证明,图像的主观评测是视频图像测试的基础。客观测量方法是在此基础上建立起来的,它能比较客观地对数字视频图像进行测量,但不能代替人眼的主观评价。由于IPTV采用全新的视频图像压缩编码方式,对IPTV图像质量的评测是一个崭新的课题。为此,论文作者开展了如下的研究工作:
1.采用DSCQS主观评测方法对编码器进行主观质量评测
2.参照DSCQS主观评测方法对直播电视节目评测,以对比不同编码器在各种直播电视节目中的图像质量
虽然DSCQS方法比较成熟,但制作序列和测试过程过于复杂,对于IPTV系统制造商而言,实用意义不大。为此,本文参照DSCQS的评分方法,结合《广电总局数字电视主观评测序列标准》的要求提出了一种更实用的主观测试方法,测试结果表明该方法是切实可行的。
同时论文作者在图像质量分析仪PQA300上进行了图像质量的客观评测。PQA300数字图像分析仪以JND矩阵(图像质量量度)为基础,能够自动精确地评价视频测试序列和参考序列差值的可见度,实现了定量的客观评价,是对基于人视觉的主观测试的一个有效补充。
IPTV系统中的视频内容切片技术是另一关键技术,它针对第一代CDN技术的种种不足,充分借鉴了电路交换到IP交换的成功经验,提出了媒体交换(或者称内容交换)思想,其基本原理是将体积巨大的视频文件切分成一个个固定大小的视频切片,然后以切片为基础进行存储、分发和服务,采用视频切片技术使系统的处理更加灵活,并使时移电视成为可能。论文在IPTV系统中的视频内容切片技术方面开展了研究工作,此技术的优异的负载均衡功能、系统响应速度的提升和高效的内容交换可以满足大规模并发用户的需求。
论文在以下几方面具有创新:
1.针对现有数字图像质量主观评价方法的优缺点,提出一种适合IPTV系统的切实可行的主观评测方法。
2.利用课题中的理论研究和实验成果,结合上海文广IPTV项目的实施,提出一套完整的视频质量的测试方法,并将其运用到日常的维护、检修中。实践证明这套测试方法效果好,对保证安全播出发挥了重大作用。
3.提出了PQA300图像质量客观测试分析方法。实验证明这种方法是一种很好的测试方法。用它测试压缩图像质量,可得到许多主观评价无法得到的结果。
4.实现了IPTV系统中的视频切片技术,此技术使得时移电视成为可能,具有服务器负载均衡,提升系统响应速度,满足大规模并发用户的需要等优势,有利于视频文件的分发管理,是IPTV系统中的关键技术。