基于PID控制的自適應(yīng)媒體播放算法.pdf

1、隨著寬帶的普及和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)上承載的內(nèi)容已經(jīng)逐漸由單純的靜態(tài)文本、靜態(tài)圖片等，轉(zhuǎn)變?yōu)榘谋?、音頻、視頻等內(nèi)容的多媒體數(shù)據(jù)。流媒體是指在網(wǎng)絡(luò)上使用流式傳輸技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)媒體。流媒體服務(wù)以其緩沖需要小，啟動(dòng)時(shí)延短，畫面清晰流暢以及支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為因特網(wǎng)最有潛力的增值服務(wù)之一。
　　 流式傳輸是指語音和視頻信息經(jīng)過采樣、量化和編碼壓縮后，從流媒體服務(wù)器端以一定的時(shí)間間隔連續(xù)地發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)信道中

2、，接收端用戶接收到一部分多媒體數(shù)據(jù)后，就可以開始解碼播放，后續(xù)接收的流媒體數(shù)據(jù)會(huì)持續(xù)地存入客戶端緩沖區(qū)，以維持播放的連續(xù)性。流式傳輸?shù)奶匦?，決定了流媒體技術(shù)的特殊性。現(xiàn)有的流媒體技術(shù)的范圍十分廣泛，包括流媒體傳輸技術(shù)，編碼技術(shù)，服務(wù)器技術(shù)，以及信道自適應(yīng)技術(shù)等等。
　　 自適應(yīng)媒體播放(AMP)是信道自適應(yīng)技術(shù)的一種，其原理是根據(jù)客戶端緩沖長度和信道情況來調(diào)節(jié)客戶端視頻播放的速率，防止因緩沖區(qū)下溢帶來的播放抖動(dòng)，同時(shí)能減少用戶的

3、觀看時(shí)延。自適應(yīng)媒體播放是一種重要而有效的視頻抗抖動(dòng)方法。
　　 本文研究了現(xiàn)有的一些自適應(yīng)媒體播放算法，針對(duì)現(xiàn)有算法的不足，提出了一種動(dòng)態(tài)的新算法：基于PID控制的自適應(yīng)媒體播放算法。該算法結(jié)合了控制理論和自適應(yīng)媒體播放技術(shù)，使用增量式數(shù)字PID控制算法調(diào)節(jié)播放速率。由于綜合考慮了緩沖變化趨勢(shì)、當(dāng)前緩沖大小和信道變化趨勢(shì)，并將這些信息加入播放速率的調(diào)整，因此算法相對(duì)于傳統(tǒng)播放算法更具有自適應(yīng)性。實(shí)驗(yàn)仿真和性能分析的結(jié)果表明，該

4、算法的性能優(yōu)于先前的固定系數(shù)播放算法。
　　 由于無線視頻流的挑戰(zhàn)，需要更詳細(xì)地考慮信道情況。本文結(jié)合信道估計(jì)和PID控制，提出了基于信道估計(jì)的PID控制自適應(yīng)媒體播放算法。該算法主要針對(duì)無線信道的高丟包率和突發(fā)錯(cuò)誤事件，結(jié)合了基于PID控制的算法的優(yōu)點(diǎn)。算法對(duì)信道情況進(jìn)行估計(jì)，給出了三種分類調(diào)整播放速率的方案，更好地適應(yīng)無線信道情況。實(shí)驗(yàn)仿真和性能分析的結(jié)果表明，在各種信道狀態(tài)下，特別是在無線信道情況下，新算法的性能優(yōu)于固定系