Разработка алгоритмов обработки информации в системах видеотрансляций по беспроводным сетям

• Автор: Сагатов, Евгений Собирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПОДСИСТЕМЫ ВИДЕОТРАНСЛЯЦИЙ, КАК ЭЛЕМЕНТА ГЛОБАЛЬНОЙ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
1.1 Основные величины, описывающие передачу видео в компьютерных сетях
1.2 Особенности передачи цифрового видео в беспроводных сетях
1.3 Поиск ПУТЕЙ повышения качества принимаемого видео
1.4 Формулировка задач исследования
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ПЕРЕДАЧИ ВИДЕО ПО БЕСПРОВОДНЫМ СЕТЯМ
2.1 Основные этапы передачи видео по сети
2.2 Эффект нарушения порядка следования пакетов
2.3 Расчет длительности деджитерного буфера
2.4 Зависимость качества видео от характеристик сети
2.5 Выбор оптимальной скорости потока видеотрансляции
2.6 Выводы к главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА ПРОЦЕССА ПЕРЕДАЧИ
3.1 Цели и задачи экспериментального исследования
3.2 Обоснование выбора метода оценки качества видео
3.3 Схемы экспериментов в беспроводных сетях
3.4 Методика анализа полученных данных
3.5 Расчет коэффициентов линейного приближения
3.6 Качественные характеристики беспроводных сетей
3.7 Выводы к главе
ГЛАВА 4. ДУБЛИРОВАНИЕ КЛЮЧЕВЫХ КАДРОВ
4.1 Пути улучшения качества передаваемого видео

4.2 Алгоритм улучшения качества передаваемого видео
4.3 Идентификация ключевых кадров в ИГР видеопотоке
4.4 Оценка эффективности процесса дублирования пакетов
4.5 Результаты эксперимента по дублированию пакетов
4.6 Область применения исследований
Выводы К ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
3G - Third generation (третье поколение)
4G - Fourth generation (четвёртое поколение)
СВЧ - Сверхвысокая частота
СГАУ — Самарский государственный аэрокосмический университет ТВ - Телевидение
ЭВМ - Электронная вычислительная машина
ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line (асимметричная цифровая абонентская линия)
ASF - Advanced Streaming Format (усовершенстованный формат потокового вещания)
AVC - Advanced Video Coding (усовершенствованное кодирование видео)
CDMA - Code Division Multiple Access (множественный доступ с кодовым разделением)
DECT - Digital Enhanced Cordless Telecommunication (улучшенная цифровая переносная связь)
DV - Digital Video (цифровое видео)
EBU - European Broadcasting Union (Европейский вещательный союз)
EDGE - Enhanced Data rates for GSM Evolution (повышенная скорость передачи для развития GSM)
FEC - Forward Error Correction (прямая коррекция ошибок)
GAP - Good, Acceptable, Poor (хороший, приемлемый, плохой)
GPRS - General Packet Radio Service (пакетная радиосвязь общего пользования) GSM - Global System for Mobile Communications (глобальная система мобильной связи)
HDTV - High-Definition Television (телевидение высокой чёткости)
HTTP - HyperText Transfer Protocol (протокол передачи гипертекста)
ICQ — служба мгновенного обмена сообщениями в сети Интернет
IDEF0 - Integration Definition for Function Modeling (встроенные определения для
функционального моделирования)

3) фактор восприятия
□ ПІ I u

їЛЖИТТвОНЬіЙ „
Персональный
s ^А..«ЬЮТЄр
кадры видео
Пользователь
Приём пакетов с видео
Деджиттерный
буфер
Декодирование
Отображение
Qideal- качество видео без воздействия потерь
пакетов р и сетевого джиттера /,
0мо5~ качество видео на приемной стороне с точки зрения человеческого восприятия. Ухудшение качества видео после передачи по
сети: а(2мо$~ Qideal~ Qмos■
Рисунок 2.5 -Декомпозиция фактора восприятия.
Для устранения искажений, вызванных неравномерностью доставки пакетов (джиттером), на приёмной стороне применяется алгоритм буферизации. В течение некоего периода времени пакеты накапливаются, и восстанавливается порядок их следования. Затем происходит декодирование полученной последовательности пакетов в кадры несжатого видео.
В исследованиях, которые проводились ранее, учитывались только два фактора из указанного списка. В работе [20] качество видео конференций анализировалось по шкале MOS (Mean Opinion Score). Качество принимаемого видео сравнивалось с показателями качества сетевого соединения.
На рисунке 2.7 представлена система оценки аудиовизуального качества GAP, описанная в работе [20]. Согласно этой работе, существующая пятибалльная система оценок MOS не удобна для проведения экспертной оценки (визуальной оценки фуппой людей). Например, пользователю трудно определить - 4,3 балла поставить видеофрагменту или 3,6. Чаще для этих целей служит психовизуальная шкала R, по которой эксперт должен указать степень своей удовлетворенности от качества видео в процентах. Но в работе также указано, что для эксперта удобней всего руководствоваться понятиями “хорошо”, “приемлемо” и “плохо” в отношении качества видео. Соотношение всех трех шкал приведено на рисунке