視頻監視系統中視頻質(zhì)量?jì)?yōu)化策略研究
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2．2 網(wǎng)絡(luò )擁塞抑制策略
當通信網(wǎng)絡(luò )中有太多的分組需要傳輸時(shí)，會(huì )使整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的性能降低，傳輸質(zhì)量下降，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò )擁塞現象。當發(fā)生網(wǎng)絡(luò )擁塞時(shí)，如果不能及時(shí)地對網(wǎng)絡(luò )擁塞進(jìn)行抑制，視頻延時(shí)會(huì )上升、網(wǎng)絡(luò )丟包率急劇增長(cháng)，同時(shí)也會(huì )帶來(lái)一定的流暢性問(wèn)題，給視頻質(zhì)量造成很大的影響。對于擁塞的解決辦法無(wú)非只有2種：增加網(wǎng)絡(luò )資源和降低負荷。前者由整個(gè)互連網(wǎng)絡(luò )決定，沒(méi)有辦法進(jìn)行控制，后者由每個(gè)用戶(hù)決定。當出現網(wǎng)絡(luò )擁塞時(shí)，適當地減少服務(wù)器端視頻采集的速率，這樣既減少了傳輸的數據，降低了網(wǎng)絡(luò )負載，同時(shí)又降低了客戶(hù)端數據的需求，減少了視頻質(zhì)量下降的幾率。
在RTP協(xié)議中，使用RTCP(實(shí)時(shí)傳送控制協(xié)議)來(lái)進(jìn)行流量控制和擁塞控制。在RTP會(huì )話(huà)期間，各參與者周期性地傳送RTCP包。RTCP包中有5種不同類(lèi)型的RTCP控制分組，其中有2種：SR(Sender Report)發(fā)送者報告，用于當前發(fā)送者的發(fā)送情況和接收情況的統計；RR(Receiver Report)接受者報告，用于當前接受者的接受情況的統計。
RTCP包中含有已發(fā)送的數據包的數量、丟失的數據包的數量等統計資料，可以利用這些信息動(dòng)態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類(lèi)型。
在客戶(hù)端可以周期性統計接收數據包的總個(gè)數以及丟失數據包的個(gè)數，然后按照RTCP的數據包格式填充數據包，發(fā)送至服務(wù)器端，然后服務(wù)器端通過(guò)相應的流量控制算法，利用客戶(hù)端傳輸過(guò)來(lái)的具體參數，則可以動(dòng)態(tài)的調節數據包的采集以及發(fā)送速率。
2．3 編解碼速率協(xié)調策略
在一般視頻監視系統，監視終端進(jìn)行視頻解碼時(shí)，為了確保每幀數據的完整性，需要判斷接收緩沖區中數據是否達到一定要求Limit_ A，但是由于監視圖像在背景固定和背景劇烈運動(dòng)時(shí)，每幀數據量相差非常大，劇烈運動(dòng)時(shí)的數量量往往是靜止時(shí)的幾倍，因此對于Limit_A的選擇比較困難。當Limit_A選擇較小時(shí)，在劇烈運動(dòng)的情況下，解碼數據可能不是完整一幀，造成視頻質(zhì)量問(wèn)題；當Limit_A選擇較大時(shí)，在幾乎靜止的情況下，可能會(huì )造成視頻的停頓以及長(cháng)時(shí)間的視頻延時(shí)。因此Limit_A必須是動(dòng)態(tài)變化的，同時(shí)緩沖區中的數據由于靜止和運動(dòng)時(shí)的數據量不同，數據量也必須進(jìn)行嚴格的控制，防止在靜止情況下出現大規模延時(shí)。
在監視系統中，接收緩沖區就像一個(gè)漏斗，從網(wǎng)絡(luò )接收數據寫(xiě)入緩沖區就像往漏斗里注水，從緩沖區取出數據進(jìn)行解碼播放，就像從漏斗出水一樣。在一個(gè)漏斗中，當入水和出水相同時(shí)，不僅能使水流順暢，同時(shí)漏斗里的儲水量也幾乎恒定，如圖3所示。當然在監視的系統中，由于存在時(shí)間差(往緩沖區里存儲的幀與從緩沖區中取出的幀在時(shí)間上存在著(zhù)差異)，“出水速率”和“入水速率”(幀的大小)往往不相同；當視頻從運動(dòng)變?yōu)殪o止時(shí)，“出水速率”會(huì )比“入水速率”大，當視頻從靜止變?yōu)檫\動(dòng)時(shí)，“出水速率”會(huì )比“入水速率”小。因此不能簡(jiǎn)單地套用此模型。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/166073.htm
由于視頻顯示速度不是以比特(bit)為單位而是以“f／s”為單位，所以當“水”的單位變?yōu)?ldquo;f”，相應的“出水速率”和“入水速率”也變成“f／s”，則整個(gè)系統模型變?yōu)椋寒斴斎霂屎洼敵鰩氏嗤瑫r(shí)，就可以保證緩沖區中具有恒定的幀數stay_M，如圖4所示。同時(shí)只要確保Limit_A的值正確，那么每幀數據都可以是完整的，視頻也會(huì )是流暢、完整的。
輸入速率就是從網(wǎng)絡(luò )接收視頻幀的速率，理想地來(lái)講，也即是監視服務(wù)器采集、發(fā)送視頻的速率；而輸出速率應是從緩沖區取出數據進(jìn)行解碼的速率，由于視頻質(zhì)量最后呈現給用戶(hù)的部分是顯示部分，因此將輸出速率改為顯示速率更為妥當，同時(shí)為了保證視頻幀的完整性，解碼速率也要進(jìn)行適當的控制。
此策略的實(shí)施辦法就是控制服務(wù)器端視頻采集、編碼的速率和客戶(hù)端視頻顯示的速率，使它們速度相同，同時(shí)在Limit_A的選取上，根據視頻連續性的關(guān)系，由實(shí)際消耗數據決定下一幀Limit_A的值，同時(shí)平滑解碼速率，使得每幀的解碼過(guò)程能夠平均分布。
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