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国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程

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视频流通过重新配置包信息和控制WMNs采样率

Vibha.C.Amboji1,Mrs.Pankaja.B.Patil2,Swati.S.Killikatt3
  1. M。理工大学的学生,CSE, GIT, Belgaum,卡纳塔克邦,印度
  2. 助理教授、MCA、GIT Belgaum,卡纳塔克邦,印度
  3. M。理工大学的学生,CSE, GIT, Belgaum,卡纳塔克邦,印度
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文摘

工作进行设计的网络系统进行联合压缩、速度控制和误差校正的视频在资源受限的嵌入式设备基于压缩传感理论。这项工作的目的是设计一个跨层系统,共同控制着视频编码速率,传输速率和信道编码率最大化接收到的视频质量。结果表明,压缩传感可以克服当前的许多问题在WMSNs的视频,主要是编码器复杂度和低弹性通道错误。速度控制器然后开发维护公平的客观的视频流中最大化接收到的视频质量和数据包重新配置包中如果有任何损失。结果表明,压缩感知的视频只能压缩传感可以预见控制的不同采样率。速率控制器显示优于现有的tcp友好速率控制方案的视频质量。

关键字
压缩传感、网络优化、多媒体流、拥塞控制、传感器网络。

介绍
无线多媒体传感器网络(WMSN)[6]是自组织系统的嵌入式设备部署到检索、分布式过程实时存储、关联和融合多媒体流来自异构数据源。WMSNs推动者的新应用包括视频监控、存储和后续检索可能相关的活动,人定位服务。的关键问题,使实时qualityaware视频流在大规模种嵌入式设备的无线网络仍开放的未知。有两个关键的缺点在系统基于发送预测编码的视频(例如,MPEG - 4[3])通过分层无线通信协议栈,即。、编码器的复杂度和低弹性通道错误。
MPEG(又名H.222 / H。262[4] as defined by the ITU) is a standard for "the generic coding of moving pictures and associated audio information". It is designed to compress raw digital video and audio down to 1.5 Mbit/s. It describes a combination of lossy video compression and lossy audio data compression methods, which permit storage and transmission of movies using currently available storage media and transmission bandwidth.
在现有的分层协议栈内部基于IEEE 802.11和802.15.4标准,提供服务框架分成多个数据包。如果连一个位翻转是由于通道错误,循环冗余校验后,整个包在最后一个被删除或者中间接收机。这可能会导致视频解码器无法解码一个独立编码(I)框架,从而导致整个视频帧序列的损失。
最近新跨层优化的无线系统的基础上,提出了压缩感知(CS)[5]模式可以是一个很有潜力的解决上述问题,所以使用这种技术虽然有很多像MPEG压缩技术,JPEG。压缩传感压缩采样)可以提供一个替代传统视频编码器,使成像系统同时感觉和压缩数据编码器的计算复杂度很低。
图像
由C-DMRC贡献是:
1。视频传输使用压缩传感。
2。Distortion-based率控制。
3所示。率变化基于视频质量的侵略性。
CS的传输图像和视频在无线网络,及其统计交通特性,远未开拓的因此,压缩失真最小化速率控制(C-DMRC),一种新的分布式交叉层控制范例,共同调节CS采样率,数据速率注射的网络,和一个简单的parity-based信道编码器的速度最大化接收到的视频质量与有损的一种无线网络链接。
本文的其余部分的结构如下。在第二部分中,讨论了相关工作。第三节介绍了CDMRC系统架构。在第四部分提出了结果。第五部分结论和未来的工作进行了讨论。

相关工作
最常见的速率控制方案是著名的传输控制协议(TCP) [9]。因为增加的添加剂/ multiplicative-decrease算法用于TCP、变化速率由TCP对终端用户来说可能非常分散,导致可怜的最终用户对视频质量的看法。此外,TCP假设包丢失的主要原因是堵塞[10],从而造成误读损失通道错误拥堵的迹象。这些因素导致了许多equation-based速率控制方案,分析调节传输速率的一个节点根据测量参数如丢失的数据包的数量和往返时间(RTT)的数据包。两个这样的例子是TCP友好速率控制[1][10],用于确定一个源公平TCP流率。然而,WMSN,必须优先考虑对延迟敏感流全新牺牲其他实现容忍延迟数据。因此,TCP导致传输速度比最优率保守。出于这个原因,为了优化资源利用率在资源受限的WMSNs,我们的计划没有考虑到TCP公平性。

系统设计
压缩失真最小化速率控制(C-DMRC)[11],一个新的分布式跨层共同控制CS采样率控制算法,网络的数据速率注射,和一个简单的parity-based信道编码器的速度最大化接收到的视频质量与有损的一种无线网络链接。因为所有压缩样品也同样重要的是,样品的损失只会影响接收图像的质量与样品丢失的数量成正比。我们提出的跨层架构集成的拥塞控制和视频传输方案如图2所示。图2。
图像
通过共同控制压缩视频编码在应用程序层,传输层的速度,和物理层的自适应平价,信息是利用三层开发一个集成congestionavoiding和distortion-minimizing系统。
以下是一些贡献:
视频传输使用压缩传感:通过使用CS的样本两帧之间的区别,我们可以压缩框架基于时序关联在低复杂性。
Distortion-based率控制:C-DMRC利用估计得到的视频质量为速率控制决策的基础。传输节点直接控制视频传输的质量。由于视频数据率是线性相关的视频质量,这有效地控制数据速率。以这种方式通过控制拥塞,短期公平接收到的视频质量的维护甚至超过视频有非常不同的压缩比。
率变化攻击性基于视频质量:与控制器,提出节点调整传输视频质量的变化率根据估计的影响传输速率的变化对接收到的视频质量。速率控制器使用的信息估计收到视频质量直接在速率控制的决定。
图像
(1)代表不同的加权平均过去N收到RTT测量有或没有最近的测量。
估计如果发送节点接收到的视频质量高,和往返时间测量表明当前网络拥塞状况将允许速度增加,节点将增加速度力度不及一个节点估计降低视频质量和相同的往返时间。相反,如果一个节点发送低质量的视频,它会优雅地降低数据率。

方法:
此体系结构的框图如图3所示。首先分为组视频序列图片(共和党)。每个共和党的第一帧,也称为关键帧,使用传统的编码intraframe编码技术,如h / AVC intra-frame模式。其余的帧在共和党编码使用分布式编码原则和被称为WZ帧。首先在空间域WZ版本,WZ帧进行量化。另外,在变换域版本,之前应用量化DCT变换。
量化值然后分成位平面,通过涡轮编码器。解码器,如果近似WZ帧是由motion-compensated内插或外推先前解码的帧。如果用于涡轮解码器,以及奇偶校验位的WZ帧请求通过反馈信道,为了重建——飞机,随后解码的视频序列。
图像

实验装置和结果
得到想要的结果是基于pentium 4, 2 GB RAM, 40 GB硬磁盘,OpenCv 2.4.3与微软Visual Studio 2008。
有三个模块用于客户机,路由器和服务器用于发送请求的服务器端压缩文件形式通过路由器。

1.客户端:
图像
客户机请求的服务器数据接收数据通过选择路径是通过点击点击这里。

2. server_1:
图像
数据的客户端请求后,服务器响应特定的客户端通过了解IP地址,选择从下拉文件压缩文件的列表,点击发送按钮将该文件。

3. server_2:
图像
客户机可以从许多服务器请求数据从而在请求文件服务器响应特定的客户端通过了解IP地址,在压缩文件被选中并点击发送按钮。

4.路由器:
图像
最初输入的IP地址是,当客户端请求的文件和服务器发送一个文件将通过许多节点和路由器和分为数据包的发送文件编号,这里每个文件将被分为十包。
图像
的数据包发送下一个包没有收到直到当前包完全接收,如上面图6所示。packet5是没有收到,所以重新配置过程发生,直到收到packet5下不接收数据包。
图像
收到数据包成功在每个文件的路由器发送的服务器被分为10包。
图像
服务时间为每个数据包被发送文件了,平均延迟计算。
图像

结论和未来的工作
客户端和服务器通过路由器以IPAddr和交换信息和实现自适应平价和速率控制机制,正确应对网络中的拥塞往返时间的基础上,提供更好的服务时间比其他压缩技术。
剩下的部分包括图像捕获捕获和编码图像的像素没有存储可以实现为未来的工作。

引用
  1. 地下水面谭和a . Zakhor”实时网络视频使用错误弹性可伸缩的压缩和tcp友好传输协议,”1999年6月。
  2. k . Stuhlmuller:法伯,M。链接,b·吉伦特”分析的视频传输损耗频道,”2000年6月。
  3. t . Wiegand g·j·沙利文,g . Bjntegaard和a . Luthra”概述h / AVC视频编码标准,“IEEE反式。在电路和系统视频技术,13卷,没有。7日,页。560 - 576年,2003年7月。
  4. j . Ostermann j·博尔曼,p .列表,d . Marpe m . Narroschke f·佩雷拉,T。Stockhammar, T。Wedi”,视频编码与h / AVC:工具,性能,和复杂性,“IEEE电路和系统杂志,4卷,没有。1、7-28页。2004年4月。
  5. d . Donoho“压缩传感、IEEE信息理论,52卷,没有。4,第1306 - 1289页,2006年4月。
  6. i . f . Akyildiz、t·笛管音栓和k·r·Chowdhury“无线多媒体传感器网络的一项调查,”计算机网络(爱思唯尔),51卷,没有。4,第960 - 921页,2007年3月。
  7. o .阿坎人”,表现为多媒体通信传输协议在无线传感器网络,”2007年10月。
  8. 通过压缩采样成像,“j·伯格IEEE信号Pro-cessing杂志,25卷,没有。2、14到20,2008页。
  9. k . Stuhlmuller:法伯,M。链接,b·吉伦特”分析的视频传输损耗频道,“IEEE在选定地区通讯》杂志上18卷,没有。6日,页。1012 - 1032年,2008年6月。
  10. m·奥尔曼诉帕克森和w·史蒂文斯,TCP拥塞控制,IETF RFC 2581。
  11. m·汉德里,弗洛伊德,j .周之间,j . Widmer“TCP友好速率控制(TFRC):协议规范,“IETF RFC 3448, 2009。
  12. s . Pudlewski t .笛管音栓,a . Prasanna”C-DMRC:压缩Distortion-Minimizing率控制无线多媒体传感器网络,“Proc. IEEE国际会议上的传感器、网格和临时通信和网络(SECON) 2010年,波士顿,MA, 2010年6月。
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