命名数据网络中基于蚁群优化的视频业务路径优化

针对命名数据网络中视频业务数据量较大导致的网络传输易受时延、吞吐量以及传输时间等限制的问题,提出一种针对视频业务的基于改进蚁群优化算法的多路径传输方法ACO-MpR.首先根据interest包来区分视频业务类型并得到相应服务质量要求;其次找出满足该业务类型QoS的时延、带宽及拥塞值,组成最优化模型中三元组约束条件,将其代入到改进蚁群优化算法中找出多条可行路径;最后通过三元组约束条件对路径进行筛选得出最满足该视频业务服务质量的多条路径.理论分析及仿真实验表明:与命名数据网络中常规路由方式的蚁群优化算法ACOIR、多路径路由方法MRBRC相比,ACO-MpR在视频业务传输时具有更好的表现,能够有效地解决视频业务在传输时受时延、吞吐量及传输时间等限制的问题.     

无线多媒体传感器网络拥塞感知的流控制机制

为研究和改进无线多媒体传感器网络实时传输视频数据的性能,首先深入分析和研究在无线传感器网络环境下实时传输MPEG视频流存在的主要问题与性能瓶颈,通过分析端到端吞吐量与视频帧发送速率之间的关系,以IFQ队列长度作为反应网络拥塞程度的重要指标.在此基础上,提出一种基于跨层设计的拥塞感知通信流量控制机制,其基本思路是根据MPEG编码视频序列的特点,当无线链路质量变差,通信拥塞可能出现时,发送节点主动丢弃部分对接收方播放质量不太重要的低优先级视频帧数据,以降低通信负载,增加高优先级视频帧的成功传送概率.为验证该策略的效果,分别设置了简单与复杂场景下的视频传输实验,分析了在多种视频帧发送速率下平均端到端时延,丢包率,可解码帧率等参数指标的变化.实验结果证明,这一策略可以改进视频流在接收方的播放质量,同时减少不必要的能耗.仿真实验结果表明该策略有效克服了性能瓶颈,提高了无线多媒体传感器网络实时多媒体传输的服务质量.     

基于压缩感知的视频编码技术研究

通过分析和比较基于传统视频编码架构和基于分布式视频压缩感知的视频压缩感知编码技术的主要特性,提出一种新的基于帧间模式决策的混合式视频压缩感知编码模型.针对不同的图像内容变化速率、感知帧测量率以及图像组尺寸等情况,分别进行算法的仿真实验.测试结果表明,所提出的混合式视频压缩感知编码技术能够在高保真重建视频序列的同时,兼顾编解码速度.     

面向网络传输的立体视频QoE评价模型

面向立体视频网络传输业务,分析影响用户感知质量的关键因素,提出了一种网络立体视频用户感知质量的多指标评价模型.该模型融合了网络服务质量因素、立体视频内容质量因素、用户互动质量因素及终端设备质量因素,利用模糊层次分析法对立体视频感知质量影响因素进行层次分析,建立评估指标体系.计算得到各指标权重,并建立最终的评价模型.通过网络仿真实验,并利用主观评测值,验证各个指标对网络传输中立体视频用户感知质量的影响.实验结果表明,此方法与用户主观评价值相关性较高,能够更全面地反映网络传输中立体视频的用户感知质量.     

基于场景参考帧的预测帧刷新

为了阻止无线网络视频传输中由于丢包和误码而引发的差错扩散,提出了一种基于场景参考帧的预测帧刷新的抗差错策略.通过对视频序列的分割,对场景内需要同步刷新的视频帧进行基于场景参考帧的预测编码,获得相应预测帧,在编解码端同步场景标志和刷新标志,从而实现预测帧刷新.试验结果表明,与传统的I帧刷新策略相比,在需要高I帧刷新率的不可靠无线网络中,文中策略能够在保持相似重建视频质量的前提下,使帧比特率显著下降.     

基于预留带宽门限和传输等级的带宽分配算法

针对异构无线网络融合环境下多业务传输资源分配问题,提出一种基于预留带宽门限和业务传输等级自适应的分布式带宽分配算法.根据移动终端多宿主传输特性和异构网络分布式资源管理模型,通过构建传输业务的网络效用函数,在传输等级Qo S需求和业务容量约束条件下,将其建模成凸优化问题;根据用户业务请求接入变化,自适应的调整预留带宽门限和业务传输等级,采用动态优化的迭代算法求得最优带宽分配矩阵.仿真结果显示,所提算法在保证网络低的通信开销和满足Qo S需求基础上,达到最大化网络的效用函数和降低业务呼叫阻塞概率的效果.     

应用多恰可感知失真等级的视频感知编码

为了对视频编码中的视觉感知冗余进行充分挖掘,提升视频的主观质量,根据人眼感知特性对视频内容进行分类,建立了一种更符合人眼感知的多恰可感知失真等级视频感知失真测度模型,并将其应用于高效视频编码(HEVC).通过改善传统编码器的比特分配方式,对帧内编码帧与帧间编码帧分别进行处理,根据重分配的比特更新量化参数(QP),实现了视频感知编码.实验结果显示:与HEVC标准测试模型(HM)中的方法相比,提出的算法能够在近似同等的码率下获得更好的视频主观质量.     

一种适合低码率无线视频传输的容错编码方法

为在无线网络环境中高效地传输视频,在分析研究新一代视频编码国际标准H.264中SP/S I帧技术的基础上,提出一种SP帧与I帧相结合的抗误码扩散方案.实验结果表明,SP帧与I帧相结合的抗误码扩散方法能有效降低码率,同时提高抗误码性能.     

煤矿井下WMSNs区分服务的路由协议

针对煤矿井下传感数据业务、语音业务和视频业务对传输时延、传输丢包率和传输能耗方面不同的服务质量需求,提出了一种煤矿井下无线多媒体传感器网络区分服务的路由协议.通过采用线性加权法在传输时延、传输丢包率和传输能耗归一化子服务质量评价函数上设置不同的权重,分别构建3种多媒体业务的总服务质量评价函数.按照传感数据业务最先、语音业务次之和视频业务最后的顺序,通过采用标记法分别利用改进差分进化算法优化3种多媒体业务总服务质量评价函数,来获得3种多媒体业务的传输路径.仿真结果表明:采用所提区分服务的路由协议获得了3条节点不相交路径,实现了煤矿井下3种多媒体业务的区分服务,保障了3种多媒体业务对传输时延、传输丢包率和传输能耗不同的服务质量需求.     

超宽带无线传感器网络的能耗建模及其优化

在综合分析和考虑传感器节点收发机各个电路模块工作状态的基础上,首先对超宽带无线传感器网络进行精确的节点能耗建模,然后针对3种不同的调制方式和2种不同的传输模式,以最小化成功传输1 bit信息的平均传输能耗为目标提出最优数据帧帧长确定算法,最后通过仿真验证该算法的正确性.仿真结果表明,在保证网络业务服务质量的前提下(接收机处接收信号信噪比门限为12 dB),当传感器节点间距离较近(20m以内)时,可以适当地增大数据帧帧长以获取较大的吞吐量和较小的时延;当节点间距离较大(大于70 m)时,则需减小数据帧帧长以降低能量开销,并可以根据网络环境的状况和网络业务的要求,选择适当的调制方式和传输模式可以折中地同时实现能耗和时延最小化.     

一种跨层的能量最优化图像无线传输方法

为实现高质量低能耗的图像无线传输,提出了一种最小化无线传输整幅图像能耗的新方法.分析了发送一个数据帧和接收其反馈帧的过程中传输系统的能耗和一定重传次数内图像数据帧的平均传输时间和丢帧率,提出具有时延和质量双重约束的图像数据帧能耗最小化问题的数学模型.采用跨层最优化策略,并通过联合优化传输过程中每个图像数据帧各自的调制编码模式、重传限制和数据帧每次传输的发射功率,来最小化无线传输整幅图像所需的总的系统能量.仿真实验结果表明,与目前一些具有代表性的高能效无线传输方案相比,提出的方法能够在保证图像质量和传输时延的基础上显著降低图像无线传输所需的总能耗.     

无线传感器网络的能耗性能分析

针对无线传感器网络能量有限的问题,基于瑞利衰落信道模型,建立了一种跨越物理层与媒质接入层的能耗模型,并针对IEEE802.11 DCF和时隙ALOHA协议给出了具体的能耗分析. 考虑到无线信道的多变特点与节点饱和度情况,以及用户对信道质量的要求与接入方式,对网络工作过程中的能量消耗进行了详细的分析架构. 最后给出了节点平均功耗与净荷能耗率的仿真与理论分析结果,并仿真分析了发送功率与传输速率变化对能耗的影响. 结果表明,给出的能耗模型理论分析结果与仿真值非常接近,从而验证了模型的有效性;发送功率与传输速率过大、过小都不利于能耗的节省,联合控制更易于提升能耗性能。     

基于传输时延约束的MPEG-2 VBR视频业务平滑

为了平滑在信道中传输的运动图像编码标准（ＭＰＥＧ－２）频频码流,并且同时保持较好的视觉质量,针对非交式应用中视频传输延时可以大于帧周期,并根据ＭＰＥＧ－２频Ｉ、Ｐ、Ｂ帧码字数的差异,提出了基于给定传输时延下的可变比特率（ＶＢＲ）业务平滑算法和对应的平滑计算公式,调整各帧的传输时间,在确保帧传输延时的前提下,减小帧之间的信道接入码率变化次数和帧度,降低信道的波动,从而便于进行接入控制,通过软件的仿真     

基于引导滤波器和加权二维主成分分析的视频融合

可见光视频可以提供纹理信息,而红外视频可以提供隐藏的热信息。通过2种视频的融合可以提高移动用户的视频观看体验。然而,由于移动设备资源有限,复杂的视频处理任务被迁移到资源(计算、存储和电池资源)相对丰富的微云上执行。基于均值哈希的帧间冗余检测算法被提出,将去冗之后的视频帧传输到微云等待处理,基于引导滤波器和加权二维主成分分析(W2DPCA,weighted two-dimensional principal component analysis)的视频融合算法被提出。该算法首先使用引导滤波器将待融合视频帧分成基层和细层,然后,利用改进的自适应W2DPCA融合可见光帧的基层和红外帧的基层。最后,通过组合融合基层和细层来获取融合帧。实验结果表明,帧间冗余检测方法最大限度地减少了微云中冗余数据的传输量,降低了移动设备的能耗。与现有方法相比,提出的视频融合算法得到的融合帧具有与原始帧更多的互信息和更高的结构相似度,同时融合结果也具有较高的整体标准差和峰值信噪比,所以具有更好的整体融合效果。     

高速无线个域网多视频流信道时间分配算法

研究了视频传送时的信道时间分配问题.根据视频帧的不同重要性和长度等,预留不同带宽,从而加强公平性.同时利用不同方法对不同重要程度的视频帧进行差错保护,从而提高实时视频业务的性能.在此基础上,提出了一种保证服务帧率公平的高优先级帧最小瞬时权重优先的信道时间分配算法.仿真表明:所提算法较已有算法在同等公平性下可解帧率平均提高5 %,在网络负载严重的情况下能提高11 %.     

无线多跳网络中SVC视频流传输的分布式优化方法

针对无线多跳网络承载多媒体服务所面临的可扩展性、能量有效性和服务质量保证的挑战,研究了多个可伸缩编码（scalable video coding,SVC）视频流在无线多跳网络中传输的分布式跨层优化问题.在分析网络资源分配约束和SVC视频内容自适应模型的基础上,把SVC视频的传输问题表达为一个视频质量和网络功率消耗的跨层权衡优化问题.基于对偶问题的可分解性和次梯度求解方法,提出了一个可分布式实现的SVC视频优化传输算法.该分布式算法避免了控制开销的全网传播,通过节点的局部信息交换和独立解决相应子问题,达到底层资源分配和上层SVC视频传输内容选择的最优匹配.仿真结果表明该算法可以快速收敛到最优解,并能实现SVC视频的平均传输质量和网络总功率消耗的最优权衡.     

基于定价策略的无线网络节点能耗控制

针对无线网络控制系统中由于节点能量消耗速度不同造成整个网络寿命变短的现象,引入经济理论,提出了一种基于定价策略的传输任务分配协议.高能耗的节点通过协议将传输任务外包给低能耗的节点,从而在增加低能耗节点的传输能量消耗的基础上,减少高能耗节点的传输能量消耗,平衡节点间的能量消耗,达到延长网络寿命的目的.利用Truetime1.5建立了该协议下无线网络控制系统的仿真模型,仿真结果表明提出的能耗控制协议能够有效地提高无线网络的寿命.     

一种新的镜头边界检测和静态视频摘要提取方法

提出一种新的融合图像分割和注意力模型的静态视频摘要自动生成方法.该方法将视频中的每帧图像分割成块,分别计算连续2帧对应块的匹配距离;在此基础之上,根据各个块不同的重要性用线性融合的方法求出2帧之间的匹配距离;然后通过计算匹配距离的期望和标准差自动地求出阈值,进而检测出镜头边缘;最后根据每个镜头的匹配距离,提取出静态视频摘要.仿真结果表明:与同类方法相比,该方法能够快速高效地检测出各种镜头边界,提取的静态视频摘要能够有效反映视频的内容.     

基于视频对象的自适应去帧/插帧视频处理

提出一种降低视频传输比特率的视频编(解)码的预(后)处理方法．该方法通过对视频对象做真实运动估值，把估值低于某一阈值的帧删去而不被传输，仅把被删去帧在序列中的序号传输。在解码后，根据所接收的序列号用相应的参考帧来恢复(替代)被删去的帧。对快速运动的图像序列，为了改善视觉效果，可以根据运动估值的大小，自适应地插入若干中间过渡帧。过渡帧用插值算法得到。