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数字媒体传输服务质量管理——标准、进展及热点研究

数字媒体？（DigitalMedia）文字、声音、图形、图像、视频以图像和视频的研究为重点AVOs（Audio-VisualObjects）

为什么要研究它？网络技术和承载设施的完善；应用的需求（IP、P2P、Wireless，网络流媒体－streamingmedia、大规模视频服务器、视频会议、视频电话、无线手持设备）；标准的进展（MPEG－美国、DVB－欧洲、AVS－中国）。

近10年的主要研究文本检索、分析、文本摘要：1960－图形绘制技术：VR、真实感图形绘制、图形与图像的融合图像特征分析（时域、空域—颜色、纹理、统计特征如直方图、距等、频域—DCT、小波、多尺度分析）、图像理解、图像检索：1980－视频：编码－编码标准：1992－、传输－网络流量模型与排队性能分析：2000－、网络传输策略与服务质量：2001－；媒体服务质量（主观评价）：2006－(服务质量：QoS？？？)视频检索：图像检索技术的推广－难度很高！

视频编码(信源)标准的演进MPEG1－DCT、Z型扫描、量化、行程编码；MPEG2－隔行视频编码、分级可扩展性MPEG4－视频对象VO的编码、精细粒度可扩展编码FGSH.261－视频电话H.263－H.264/AVC（AdvancedVideoCoding－当前研究重点）

基于块的混合编码系统

基于块的混合解码系统

视频编码GoP的基本结构1I234567BBPBBP扫描序：1234567；编码序：1423756视频序列GOP的帧预测模式

视频序列分层结构

MPEG1的编码步骤典型的MPEG-1编码器执行下列步骤：1、在GOP中确定I图像、P图像和B图像；2、为P图像和B图像的每个MB估计运动矢量；3、确定每个MB的块压缩模式MTYPE；4、如果选择自适应量化的话，设置量化因子MQUANT。解码器执行和编码器相反的过程。

MPEG2的隔行支持与分级可扩展隔行支持：主要为满足电视信号数字化的需要；基本的MPEG-2可分级工具是数据分割、SNR可分级性、空间可分级和时间可分级性，也支持这些基本分级工具的组合。

MPEG2的侧面与层次

MPEG4的对象编码体系

MPEG4精细粒度可扩展FGS特点：增强层位流可以在传输过程中根据网络状况任意截断，而剩余部分仍然能够解码。因此，特别适合在网络带宽动态变化的环境如IP中传输

H.264/AVC(信源＋信道)BL+CGS+FGS

SVC(ScalableVideoCoding)

尚需深入研究的方向视频编码技术：更好的能有效适应网络传输的视频编码方法，如基于对象的编码、分级可扩展的渐进编码、视频数据的高维或立体空间信息编码技术等；图像和视频序列的机器认知和理解问题：如多媒体数据的有效表征、基于内容的索引和检索等；多媒体数据传输的QoS研究：如时延、时延抖动、传输率要求等。这包括：多媒体数据的流量模型研究、流量分析、如何在不同带宽的网络上对多媒体数据进行有效传输、多媒体数据终端表示质量等；多媒体数据与Internet的融合、分布式超媒体系统的研究及将来的发展方向。

网络业务流量分析模型传统的：点过程—两种等价描述：计数过程（Countingprocess）和间隔到达时间过程、Poisson过程、Bernoulli过程、Markov的流量模型—如：Markov到达过程MAP、Markov调制过程、Markov调制poisson过程（MMPP）、转移调制过程等；自回归类型的流量模型—如AR、MA、ARMA、ARIMA等；TES模型（TransformExpandSample)—变换扩展采样。特点：能够有效地同时拟合给定的时间序列的分布函数和自相关函数，即同时捕获已有随机序列的一阶和二阶统计特性。

自相似网络流量模型近10年的研究热点，已经获得多种非常好的模型；最初：随机游动和布郎运动、二阶自相似过程；自相似现象的随机模型：分形高斯噪声FGN－分形布朗运动FBM；分形ARIMA(p,d,q)；聚合(Aggregated)自相似过程；最近：分形ARIMA－FARIMA，以及多分形、（Multi-fractal）、多分形层叠（Multi-fractalCascade）等；核心问题：随机过程的自相似性检测和参数估计。

视频流量控制算法传统方法：流量管制—Policing：令牌桶和漏桶流量控制；流量整形—Shaping

VBR视频流流量整形

流量控制算法分类

VBR视频流流量控制算法

视频流的R-D优化传输速率－失真（RateDistortion）理论：ClaudeShannon、信息论——计算信源在特定的失真度D下进行传输所需的最小传输率R；应用：视频流传输的位率分配、视频数据包调度、平稳质量控