基于DASH协议的自适应流媒体传输算法研究

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1、基于DASH协议的自适应流媒体传输算法研究ResearchofAdaptiveStreamingAlgorithmsBasedonDASHProtocol学科专业：信息与通信工程作者姓名：邢家明指导教师：侯永宏副教授天津大学电气自动化与信息工程学院二零一七年十一月摘要随着互联网技术的快速发展和普及，网络视频业务成为主要的互联网应用之一。为了保证流媒体高质量可靠的进行传输，各种流媒体传输技术应运而生。传统的流媒体传输技术对于各个智能终端间的兼容性较差、对网络抖动的自适应性较差。基于HTTP的动态自适应流媒体传输协议（DynamicAdapti

2、veStreamingoverHTTP，DASH）是目前最为有效的解决方案之一，其可以解决流媒体在传输过程中所遇到的带宽受限和设备兼容性差等问题，进而保证数据传输的可靠性以及高质量的用户体验。因此，研究基于DASH协议的流媒体传输技术具有较强的理论意义和研究价值。本文完成的主要工作如下：1.对DASH协议的研究背景、发展历程进行了深入的调研，并对DASH协议的技术标准和系统架构进行了学习。2.针对于传统的DASH自适应算法对于缓存门限值界定过于绝对的问题，本文提出了一种基于模糊控制的自适应控制算法，该算法将缓存的模糊化处理成一个安全区间，通

3、过对缓存的预测来调整视频码率。此外，针对物理缓存大小固定的情况，本文提出了一种基于缓存的自适应算法，该算法采用实际的物理缓存占用率作为反馈量，实现了对码率切换的动态控制，实验结果表明与已有的算法相比较，本文提出的两种算法性能均高于传统的算法。3.针对3D环境下的DASH研究较为匮乏的问题，本文将传统的2D算法进行优化和改进，并引入到3D环境下的DASH系统中。在此基础上，提出了一种改进的PID控制算法，该算法充分考虑了缓存对于3D视频传输的影响。实验结果表明，本文所提出的算法，在视频的平均质量、视频质量切换次数以及视频码率波动深度等方面均好

4、于其他的对比算法。关键词：用户体验质量，DASH协议，模糊控制，物理缓存，PID控制IABSTRACTWiththedevelopmentandpopularizationofInternet,networkvideoservicehasbecomeoneofthemajorInternetapplications.Toensurethehighqualityandreliabilityofstreamingmediatransmission,allkindsofstreamingmediatransmissiontechnologycam

5、eintobeing.Thetraditionalstreamingmediatransmissiontechnologyhaspoorcompatibilityofterminalsandpooradaptabilitytonetworkfluctuation.DynamicAdaptiveStreamingoverHTTP(DASH)isoneofthemosteffectivesolutions,whichcansolvetheproblemscausedbylimitedbandwidthandthepoorcompatibilit

6、y.Thusitcanensurethereliabilityofdatatransmissionandhigh-qualityofusers’experience.Therefore,researchonDASHprotocolhasstrongtheoreticalsignificanceandresearchvalue.Themainworkdoneinthispaperisasfollows:1.InvestigatethebackgroundanddevelopmentoftheDASHprotocol,andstudythete

7、chnicalstandardsandsystemarchitectureoftheDASH.2.ForthetraditionalDASHadaptivealgorithmistooabsolutetodefinethethresholdvalueofthebuffer,thispaperpresentsanalgorithmbasedonfuzzycontrol,whichcachesthebufferintoasaferangeandadjuststhevideobitratebypredictingthebuffer.Besides

8、,forthesituationthatthesizeofthephysicalbufferisfixed,abuffer-basedadaptivealgorithmispro