網路頻寬偵測(BWD, Bandwidth Detection)之觀念主要來自於Robert L. Cater提出的理論[24]，其理論最主要是依據伺服器與接收端兩者之間 的網路連結通常會有網路瓶頸(Bottleneck)現象的存在，進而利用此現象 來做網路頻寬的偵測。所謂的網路瓶頸現象，其原理即是以兩個連續封 包被接收端收到時個別紀錄其收到的時間，之後再來計算收到的時間 差，令其為gap2；另外，在伺服器送出這兩個連續封包時也都紀錄其送 出的時間，並計算送出連續兩封包的時間差，令其為gap1，而伺服器送 出的時間差會因網路瓶頸的現象造成接收端收到的連續兩封包之時間差 而不同，最後就將收到的時間差減去傳出的時間差，來推算伺服器與接 收端之間的網路頻寬值。而伺服器送出與接收端接收的時間差異之產生 原理，如圖3-3所示[24]。
圖 3-3 網路瓶頸現象
從圖3-3中，得知封包傳送的過程中，若遇到了網路瓶頸的狀況致使 網路壅塞，因此封包傳送時就不能通順的運行，必須等待一段時間通過 較狹窄的頻寬空間之後，就又能很流暢的傳送了，這種現象就和實際生 活中的道路塞車是一樣的原理，因此便會產生所謂的時間差了，此時間 差Δgap等於gap2減去gap1，並從Robert L. Cater所提出的理論中得知，只 要將封包的大小除以時間差即是頻寬值，其公式如下：
0 ),
sec /
( ∆ ≠
= ∆ bytes onds gap
gap BW P
其中
BW為BandWidth (Bytes/sec)，
P為 Packet Size (Bytes)，
Δgap = gap2 - gap1 (million second)。
(3.1)
而Δgap的值會有大於、等於或小於零，這三種情形是如何發生分別描述 如下。
(a) Δgap > 0
大於零的情形即是最合理的狀態，當Δgap的值越大代表著伺服器
與接收端之間網路的網路瓶頸現象越嚴重，網路頻寬在此一瞬間也 就越小。反之，Δgap值越小伺服器與接收端之間的網路瓶頸現象 越和緩，頻寬在此時也就較為充裕。
(b) Δgap = 0
當Δgap等於0情況發生，表示封包從伺服器至接收端整個網路連結 的路程中，都非常的順暢沒有網路瓶頸的現象。而因頻寬的計算方 式是封包大小除以Δgap時間差，此時Δgap是為分母，在數學除法 中分母是不能等於0的。所以當Δgap為0時，此種利用網路瓶頸計 算頻寬的式子就不能用，只能說明此狀況的出現，便能確定現在選 擇使用的視訊傳輸位元率，是被現在的網路頻寬所接收。
(c) Δgap < 0
此情況的發生，首先必須先排除伺服器與接收端兩台電腦的硬體設 備效能相差太大所造成的因素，理由是先前已說過其必要條件就是 要杜絕此種狀況的發生。因此通常此種狀況的發生，是在於當時的 網路狀態良好，而接收端程式的處理方式發生錯誤導致Δgap小於 零造成誤差。為了準確的偵測頻寬值，所以記錄的時間單位通常會 取到毫秒(million second)來作運算。當Δgap運算的結果小於零，則 取得的數據並不合理，所以不予以理會。
第4章 可調式視訊編碼
因為MPEG-4視訊編碼過程在較高解析度或高度活動的場景之下常 會產生大量的位元量。為了保持畫面的流暢性，位元控制機制便會略過 某些畫面不傳送以減少位元量的暴增，這就是所謂的畫面跳躍。畫面的 跳躍使畫面品質變得低劣，不利於網路即時視訊傳輸用。為了解決這些 問題，本論文旨在提出以MPEG-4視訊標準為基礎的可調式視訊壓縮 (Scalable Video Coding) 技術，嘗試以使用不同視訊取樣法的方式，使視 訊傳輸更能適應在變動的通訊網路頻寬，達到即時傳輸及高品質的視訊 畫質。因此在視訊進行MPEG-4編碼前的前置處理階段(Pre-processing Stage)，提出了不同壓縮率(1/2, 1/4, 1/8)的視訊取樣演算法以因應網路頻 寬的多變化性，提供不同位元率的視訊，其中壓縮率1/2是使用一維垂直 方向直接取樣法來完成、壓縮率1/4是使用二維直接取樣法來完成、壓縮 率1/8是使用三維線性取樣法來完成。之後在MPEG-4解碼後的後置處理 階段(Post-processing Stage)，再依相對應於取樣方式的插補法進行視訊重 建；重建使用的插補法依解壓縮率(1/2, 1/4, 1/8)分別為一維垂直方向立方 迴旋插補法、二維立方迴旋插補法、三維線性插補法。以下各節將分別 針對上述不同的取樣及插補法進行說明。