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20世纪90年代中后期,Internet迅速发展起来,它为广大的人群提供最大规模的信息服务,日益成为人们通信、交流、娱乐、工作的重要信息工具。随着Internet的发展,多媒体内容,尤其是连续媒体内容(视频和音频)正在迅速的增加。通过互联网络传输连续媒体数据为人们呈现出了一个极具吸引力的信息交流场景。人们可以通过网络查询广泛的视频、音频资料,欣赏最新的影片和音乐电视直播,拨打可视电话,举行异地的视频会议,可以在网络上建立自己的电视台和视频、音频节目中心。随着多媒体压缩和信号处理技术以及网络建设的不断发展,基于多媒体流传输技术的应用正在不断成熟,展现出巨大的市场前景。
视频播放有严格实时性要求,需要在特定的时间间隔内将特定的数据单元解码显示,这要求网络为视频流的传输提供足够的带宽,有保障的时延和丢失率。然而在Internet或无线通信环境下,网络不提供服务质量(Quality of Service,QOS)的保障,媒体流数据在传输过程中经历的带宽、延时、丢失率等情况动态的变化。另外,由于网络和用户设备的异构性,媒体流还同时面临着不同的服务质量要求。
因此,在网络环境中,多媒体流数据的传输面临着很多挑战,首先是网络的异构性,这是由于各子网的网络资源(处理能力、带宽、存储和拥塞控制策略)分布不均匀,其次是网络的带宽,在现有的Internet上,对数据流的传输不提供带宽保证。再次是时延,工nternet上的数据传输不提供时延保障。最后是丢失和误码,Internet是一种尽力(Best-effort Service)网络。在这样的传输机制下,媒体流的数据传输的丢失和误码是无法得到保障的。
本文的研究正是针对以上的挑战,主要做了以下工作:第一章介绍流媒体技术的概念、要求、面临的挑战以及国内外的研究发展现状,第二章主要研究了视频编码的国际标准MPEG-4和H.264,第三章研究了实时视频流传输的QoS的动态监测和控制,第四章研究了可伸缩的视频编码和比特率控制技术,第五章在前面讨论的关键技术基础之上设计实现了一个基于端到端视频码流传输系统。