校園局域網(wǎng)中視頻教學(xué)系統(tǒng)的分層傳輸研究.pdf

1、隨著信息化的發(fā)展和教學(xué)形式的多樣化，多媒體教學(xué)系統(tǒng)在整個(gè)教學(xué)體系中占有越來(lái)越重要的地位。最早傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)一般選擇在局域網(wǎng)內(nèi)采用廣播方式，隨著校園網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成的復(fù)雜化，這種結(jié)構(gòu)越來(lái)越無(wú)法滿足實(shí)際教學(xué)的需要。90年代中期，隨著視頻傳輸技術(shù)研究的發(fā)展，一種新的視頻傳輸技術(shù)出現(xiàn)了，它就是流媒體技術(shù)。這種技術(shù)被迅速地應(yīng)用到多媒體視頻教學(xué)系統(tǒng)中。采用流媒體方式的視頻系統(tǒng)有一般有兩種工作模式。采用多碼率單播雖然可以保證高帶寬用戶獲得高質(zhì)量服務(wù)

2、，但會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)主干線流量過(guò)高，從而限制了用戶的接入量；采用組播技術(shù)可以控制干線流量，但高帶寬的用戶被迫接收低碼率的視頻信號(hào)，無(wú)法體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量QOS。針對(duì)傳統(tǒng)視頻教學(xué)系統(tǒng)中無(wú)法充分利用信道容量的局限性，有必要提出新的解決方案。 一種采用PFGS編碼技術(shù)的視頻教學(xué)系統(tǒng)解決方案能在減少校園網(wǎng)絡(luò)主干線數(shù)據(jù)流量、提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率的同時(shí)用戶端接收到盡可能高質(zhì)量的視頻。精細(xì)的可伸縮性的視頻編碼FGS(FineGranularScala

3、ble)是MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的視頻編碼框架中的關(guān)鍵技術(shù)。PFGS(ProgressiveFineGranularScalable)是由微軟亞洲研究院提出的一個(gè)漸進(jìn)的精細(xì)可伸縮性的視頻編碼框架。與FGS相比，PFGS在增強(qiáng)層的編碼過(guò)程中采用了高質(zhì)量的參考來(lái)提高編碼效率，能更有效地提高視頻編碼對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的適應(yīng)性，能更好地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的QOS質(zhì)量服務(wù)保證。 在這種新的視頻教學(xué)系統(tǒng)中，服務(wù)器方發(fā)送一個(gè)多層次的視頻流，其基本層可以提供分辨率較低

4、的有效視頻質(zhì)量，每一個(gè)附加增強(qiáng)層將逐步提升圖像質(zhì)量，接收方變被動(dòng)為主動(dòng)，根據(jù)自身的信道條件決定接收多少層的媒體流。 采用PFGS編碼技術(shù)后，數(shù)據(jù)包的丟失是網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)中面臨的最大問(wèn)題。為了使接收方能獲得高質(zhì)量的解碼效果，在新的解決方案中，針對(duì)不同層次的視頻編碼對(duì)視頻質(zhì)量的貢獻(xiàn)不同，對(duì)視頻信號(hào)采用了不等長(zhǎng)的前向糾錯(cuò)編碼技術(shù)FEC(ForwardErrorCorrection)，對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻保護(hù)，并且在接收方的解碼設(shè)計(jì)中引入