影響視訊傳輸表現的主要因素除了傳輸機制與封包遺失率外,就是傳輸策略的設計了。
我們在接收端驅動重傳的傳輸機制下,可透過找出最佳的傳輸策略來達到位元率-失真 最佳化的視訊傳輸,亦即在有限的頻寬之下,以最佳的傳輸策略來傳送視訊使得接收端 收到視訊並解碼後能有最佳的畫面品質。
視訊串流系統進行位元率-失真最佳化時,視訊編碼解碼與網路傳輸兩方面都相當重要。
在視訊編碼解碼方面,播放SVC視訊時,使用者裝置會依據本身需求來擷取並解碼所需 的視訊層,而依據相依關係來擷取這些視訊層的序列即為SVC視訊的擷取路徑(extraction path)。SVC擷取路徑遵守連續改進(successive refinement)的規範時,當網路突然頻寬降 低,使用者裝置可以僅擷取部分的視訊層來解碼,以適應頻寬的變動[2]。另外在網路群 播(multicast)時,也能傳送相同的視訊層集合來滿足多種使用者裝置。在編碼端達成位 元率-失真最佳化需考慮到SVC視訊擷取路徑的安排,遵守連續改進規則的最佳擷取路徑,
使用者裝置在播放時可達到位元率-失真最佳化的表現。
考慮到在網路上傳輸時,隨著可用頻寬的增加,傳輸的目標視訊層與其相對的傳輸策略 也跟著改變,以提供更好的失真表現。我們希望能夠在不同的頻寬限制下找到最佳傳輸 策略,使得其對應的位元率與失真能夠近似於SVC 視訊最佳擷取路徑的表現。
3.4.1 傳輸策略最佳化方法 1
當給定了限制的頻寬與目標視訊層,我們會逐漸將各個視訊層傳輸策略慢慢增加,直到 位元率期望值達到了限制的頻寬。在此最佳化方法中,會考慮到SVC視訊的擷取路徑來 決定哪些視訊層的最大重傳次數要先增加。每次增加最大重傳次數的視訊層為現有擷取 路徑所包含的視訊層,或是擷取路徑延伸至下一個可解視訊層時所需要的視訊層。例如 目前已經將 0,0 的傳輸策略增加的情況下,如圖 15
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(a),下一步增加最大重傳次數的 視訊層可選擇 0,0 ,或是選擇當擷取路徑延伸至下一個可解視訊層 0,1 或 1,0 時所 需的視訊層,也就是 0,1 或 1,0 。若是選擇了增加 0,1 的最大重傳次數,如圖 15(b),
接下來,下一步要增加最大重傳次數的視訊層選擇有 0,0 、 0,1 ,或是擷取路徑延 Optimization algorithm 1 最佳化結果
round 8 … 8000 0000
round 9 8100 0000 8100 0000 8000 1000
round 10 8200 0000 8200 0000 8110 0000
8100 1100
表格 1: 傳輸策略最佳化方法 1 的最佳化過程
3.4.2 傳輸策略最佳化方法 2
由於傳輸策略最佳化方法1 被SVC視訊的擷取路徑所限制,可能同時必須增加多個視訊 層的最大重傳次數,較無法細微地去設定個別視訊層的傳輸策略,於是我們試著將此限 制拿掉,作為第二種傳輸策略最佳化方法。在此方法中,每一步欲增加最大重傳次數的 視訊層只有一層,不像方法1 可能為多層,因此可細微地調整傳輸策略,如表格 2。此 外,增加最大重傳次數的視訊層可任意選擇,沒有最佳化方法1 的限制,選擇性也相對 變多。
Optimization algorithm 2 最佳化結果 round 0 Initialization 0000 0000
round 1 1000 0000 1000 0000 0100 0000
…
0000 0001
round 2 2000 0000 2000 0000 1100 0000
…
1000 0001
表格 2: 傳輸策略最佳化方法 2 的最佳化過程
3.4.3 強迫相依視訊層重傳
SVC 視訊層之間彼此相依的特性,使得欲解碼某一視訊層時,連同其底下所參照到的視 訊層也必須可解,上面的視訊層才能夠成功解碼。倘若收到上面的視訊層,而底下的視 訊層尚未收到,為了能順利解開已收到的視訊層,此時不管下面視訊層的傳輸策略為何,
皆將最多重傳次數改為最大的限制值,亦即在最後解碼期限前,只要有重傳機會就可以 重傳,來增加已收到的上層解開之機率,如此能夠有效使用頻寬改善失真,避免收到上 面的視訊層卻解不開的情況。
然而,這樣的做法會使得各個多媒體資料單元是否成功收到的事件變得相關,並非我們 建立估測模型時所假設的彼此是獨立的。因此,此方法需要更複雜的數學模型,或是需
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要以模擬來實現,此部分為此研究未來延伸的方向。