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系統識別號 U0002-1808201412331600
中文論文名稱 對於MPEG-DASH自我調適QoE方法研究
英文論文名稱 The research of Self-adaptive Quality of Experience based on MPEG-DASH Mechanism
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 電機工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 102
學期 2
出版年 103
研究生中文姓名 鄭燿騰
研究生英文姓名 Yao-Teng Zheng
學號 798440276
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2014-07-15
論文頁數 35頁
口試委員 指導教授-李維聰
委員-朱國志
委員-吳庭育
中文關鍵字 QoS  QoE  MPEG-DASH  SVC  IPTV 
英文關鍵字 QoS  QoE  MPEG-DASH  SVC  IPTV 
學科別分類 學科別應用科學電機及電子
中文摘要 近年來因為行動可攜裝置的普及,使得高畫質多媒體影視串流服務應用急速的成長,因此行動裝置可於移動時透過TCP/IP通信協定溝通,因此行動裝置可以經由4G LTE/Gigabit Ethernet/Wi-Fi等許多不同特性的網路存取多媒體內容,而HTTP為目前廣泛使用的傳輸協定。眾多的影音格式與通信協定中,使用SVC可適性壓縮的多媒體格式搭配MPEG-DASH架構傳遞的訊流技術,將可以使得單一訊流來源提供不同傳輸網路的服務,例如家用固接式網路品質較佳時如能夠主動判斷QoS服務品質提升時,則依網路品質狀態調適至最佳頻寬,以提供使用者終端較佳的QoE影音品質感受。
本文藉由用戶終端對QoS的狀態分析,提出一種方法做為用戶終端自我調適的機制,以達到自我管理QoE品質的方法,可使得服務品質當網路品質狀態改變時,藉由MPEG-DASH的MPD選取適當的網路,以及SVC可適性編碼技術透過動態切換傳輸頻寬,使得服務品質與用戶端體驗獲得提升。TCP/IP協定可以傳送各種多媒體訊息與內容,從文字、圖片或是連續的影音封包,透過不同的傳輸協定與技術如無線傳輸的4G/LTE、WiFi或是FTTx等實體電路,都可以用來實現多媒體的傳遞。
過去的需求只要能將文字在有限的頻寬內傳遞完成,便能滿足大部份的使用者;由於數位化的方法逐漸應用在各領域,以及網路通信協定的成熟也將傳輸頻寬向上提升,使得各種內容業者的商業模式也透過網際網路直接提供個人化的服務,圖像與影音便開始透過網路傳遞,高畫質影音更將網路使用需求推向巔峰;以往影視內容的來源多是透過線電視或是電影業者才能提供服務,如今個人攝錄的數位裝置成熟也促成高畫質的個人製作內容UGC(User Generate Content),因此網路影視訊流的傳送需求更普及至個人,使得影音服務躍昇成為網路提供服務的主要訊務流量。
數位影音內容可以透過網際網路、封閉式網路或行動網路等,已發展出各類型網路適合使用的訊流協定,但始終缺乏一個能跨越異質網路的傳送數位影音方法,因為影音訊流傳送時缺乏自我可適性,因此本文為研究如何將SVC壓縮格式以MPEG-DASH作為傳送方法,並具備自我品質調整以維持QoE(Quality of Experience)服務品質,作為確保數位影音訊流品質研究之方法。
英文摘要 In recent years, the popularity of portable devices making high-definition video streaming growing rapidly. So the mobile devices may move through TCP / IP from 4G LTE / Gigabit Ethernet / Wi-Fi and many other different characteristics networks to access multimedia content by HTTP. Many audio and video formats, the use of adaptive compression SVC format with MPEG-DASH architecture, will be able to make a single source of transmission network to provide different services, when the devices have the ability to determine quality of service which can improve the state of adaptation to be the better network bandwidth to provide a better end user quality of experience.
This article by the user terminal for QoS state analysis, a method is proposed as a self-adaptive QoE mechanism. In order to achieve self-management methods of QoE, quality of service can be made when the network quality and status changes by the MPEG-DASH MPD select the appropriate service profiles. The SVC adaptive coding techniques can adaptive bandwidth dynamically to make the service quality and user experience improved.
TCP / IP protocol can deliver multimedia formats from text, images or continuous video packets through different transport architecture and technologies, such as 4G/LTE, Wi-Fi, or FTTx and other entities.
Most network users can be satisfied with a limited bandwidth. Nowadays everything are digitized, the network services is far than text messages, gradually applied to various fields such as audio and video which demand higher bandwidth, and the high definition video services push up limits more than ever before. It is the reason why the streaming service becomes the primary loading of network services.
Although Multimedia streaming services can be provided by various networks, such as Internet, Intranet IPTV or mobile networks, there is appropriate agreement for heterogeneous network of digital audio and video transmission. Thus this paper is to research how the SVC compression format with MPEG-DASH as the transfer method, and have self-quality adjustment in order to maintain QoE (Quality of Experience).
論文目次 目錄

第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 動機與目的 2
1.3 論文架構 4
第二章 相關研究與探討 5
2.1 各類型網路影音特性 5
2.1.1 開放式網路 5
2.1.2 封閉式網路 5
2.1.3 移動式網路 6
2.2 MPEG-DASH的影音傳輸特性 8
2.3 SVC編碼格式 11
2.4 QoS與QoE之探討 15
2.5 TCP/IP對MPEG PCR的影響 17
第三章 研究方法 20
3.1 MPEG-DASH測試架構說明 21
3.2 以QoS評估QoE之方法 23
3.1.1 Status 1調升頻寬決策邏輯 27
3.1.2 Status 2調降頻寬決策邏輯 27
3.1.3 Status 3切換訊源決策邏輯 27
第四章 結果與分析 30
4.1 QI方法之結果 30
第五章 結論與展望 34
參考文獻 35




圖目錄
圖1.1: 單一影音傳輸機制提供多元網路服務 1
圖2.1: 既有MPEG-DASH通信流程 10
圖2.3: MPEG-DASH AVC與SVC記憶體暫存模型 14
圖2.4: QOS與QOE及使用者間的關係 15
圖2.5: HTTP封包與影音封包的關係 17
圖3.1: MPEG-DASH模擬架構 21
圖3.2: QITRP封包損壞率 24
圖3.3: QIMPG封包連續性 25
圖3.4: QI自我調適QOE機制 26
圖3.5: QI調整決策流程 28
圖3.6: QI預測結果 29
圖4.1: 既有MPEG-DASH機制頻寬使用 30
圖4.2: 使用QI機制之MPEG-DASH頻寬使用 31
圖4.3: 網路封包壅塞造成之影響 31
圖4.5: QI方法提升網路速率 32
圖4.6: QI方法適應終端設備播放能力 32
圖4.7: QI方法切換來源 33



表目錄
表2.1: 平均意見分數MOS(MEAN OPINION SCORE) 16
表2.2: MPEG PCR國際標準 18
表2.3: MPEG PCR量測參考值 18
表2.4: MDI量測參考值 19
表3.1: 編碼方式定義 22
表3.2: 傳輸畫質與頻寬定義 22

參考文獻 [1] 廖一如、李維聰(2010),“支援多重模式顯示功能之新型三圍影音串流協定”,21-24頁。
[2] Muller, C., (2012), “Using Scalable Video Coding for Dynamic Adaptive Streaming over HTTP in mobile environment”, Signal Processing Conference, IEEE.
[3] I. Kofler, R. Kuschnig, H. Hellwagner, (2012), “Implications of the ISO Base Media File Format on Adaptive TTP Streaming of H.264/SVC,” In Proc. of 9th IEEE Consumer Communications and Networking Conference.
[4] B. Wang et al., (2008), “Multimedia Streaming via TCP: An Analytic Performance Study,” ACM Transactions on Multimedia Computing, Communication and Applications, vol. 4, no. 2, pp. 16:1-16:22.
[5] Ghareeb, M., (2011), An adaptive QoE-based multipath video streaming algorithm for Scalable Video Coding(SVC), Computers and Communications (ISCC), IEEE.
[6] MPEG-DASH at ITEC/AAU, (2014), http://www-itec.aau.at/dash/。
[7] ETSI TR 101-290 (ETR290), (2014), http://www.techex.co.uk/other/etsi-tr-101-290。
論文使用權限
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