根據(jù)思科全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量白皮書(2016-2021)的預(yù)測顯示,視頻流量在2021年將占到全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的四分之三。為應(yīng)對視頻數(shù)據(jù)爆炸式增長的需求,國際標(biāo)準(zhǔn)組織MPEG聯(lián)合各大科技公司制定了HTTP自適應(yīng)流(HTTP Adaptive Streaming,HAS)技術(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP,DASH),亦稱為MPEG-DASH標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-DASH標(biāo)準(zhǔn)對音視頻的內(nèi)容格式、傳輸方式和業(yè)務(wù)控制等都規(guī)定了具體的技術(shù)參數(shù),但開放了客戶端視頻片段獲取策略的定義。因此,研究碼率自適應(yīng)算法對視頻數(shù)據(jù)按照MPEG-DASH標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行播放具有較大的應(yīng)用價(jià)值�，F(xiàn)有的碼率自適應(yīng)算法大多是基于啟發(fā)式方法的實(shí)現(xiàn),該方法一般是根據(jù)特定網(wǎng)絡(luò)條件通過硬編碼實(shí)現(xiàn)碼率的自適應(yīng),這導(dǎo)致基于該方法的碼率自適應(yīng)算法無法有效應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化。此外,也有不少學(xué)者利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化情況下的碼率自適應(yīng)問題,這些算法往往采用強(qiáng)化學(xué)習(xí)中的Q學(xué)習(xí)算法來學(xué)習(xí)得到優(yōu)化碼率自適應(yīng)的策略。盡管相比較于啟發(fā)式方法,Q學(xué)習(xí)能獲得較高的用戶體驗(yàn)質(zhì)量,但Q學(xué)習(xí)卻存在難以編碼連續(xù)的狀態(tài)值和在大狀態(tài)空間下學(xué)習(xí)收斂慢的不足。為此,本文結(jié)合最近鄰算法,設(shè)計(jì)了一個(gè)可以處理狀態(tài)為連續(xù)值情況下的Q學(xué)習(xí)算法。此外,針對Q學(xué)習(xí)收斂速度慢的不足,結(jié)合大腦關(guān)于神經(jīng)元群體編碼的理論,提出了一個(gè)群體編碼Q學(xué)習(xí)算法。論文的主要工作總結(jié)如下:1.結(jié)合最近鄰算法,設(shè)計(jì)了一個(gè)可以處理狀態(tài)為連續(xù)值情況下的Q學(xué)習(xí)算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于最近鄰Q學(xué)習(xí)的碼率優(yōu)化算法具有更高的用戶體驗(yàn)質(zhì)量。2.針對Q學(xué)習(xí)在大狀態(tài)空間下收斂速度慢的不足,結(jié)合大腦關(guān)于神經(jīng)元群體編碼的理論,提出了一個(gè)群體編碼Q學(xué)習(xí)算法。3.開發(fā)了流域水質(zhì)監(jiān)測的視頻流數(shù)據(jù)管理平臺,達(dá)到了全流域?qū)崟r(shí)監(jiān)測、集中式統(tǒng)一管理以及多監(jiān)測點(diǎn)間聯(lián)動(dòng)監(jiān)測預(yù)警的效果。
【學(xué)位單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X832;TP18
【部分圖文】：

圖 1-1 ABR 框架[14]第一代 ABR 算法只考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬作為資源估計(jì)模塊的輸入?yún)?shù)，在滿足比預(yù)估的網(wǎng)絡(luò)帶寬低的條件后，這些算法將選擇請求下載擁有最高比特率的視頻片段[9][16]。這些算法的作者認(rèn)為這樣就可以提供高清視頻服務(wù)，并且可以有效防止因緩存不足而視頻暫停播放事件的發(fā)生。但只考慮單一的網(wǎng)絡(luò)帶寬并不能設(shè)計(jì)出有效的 ABR 算法[14][17]，因?yàn)檫@些算法未充分考慮客戶端設(shè)備以及用戶需求的多樣性。例如，當(dāng)用戶不是在室內(nèi)使用電源供電的個(gè)人電腦觀看 NBA 總決賽，而是在室外使用快要耗光電量的智能手機(jī)欣賞比賽，此時(shí)該用戶最大的需求很可能是剩余的電量能夠支持到 NBA 總決賽的結(jié)束，因此可以忍受為了降低電量的損耗速度而讓視頻清晰度有所下降的策略，此時(shí)，運(yùn)行基于電池消耗速度的ABR 算法可能比基于網(wǎng)絡(luò)帶寬的 ABR 算法更合理。另外，有研究發(fā)現(xiàn)，移動(dòng)終端播放視頻會(huì)加速電量的消耗[18][19][20],而在線播放視頻時(shí)的電量消耗速度是離線播放時(shí)電量消耗速度的兩倍[19]。

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文第 2 章 基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的碼率自適應(yīng)算法 自適應(yīng)流的出現(xiàn)可以使客戶端根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬等條件動(dòng)態(tài)請求不同碼率的固定碼率傳輸技術(shù)無法動(dòng)態(tài)調(diào)整的弊端，降低了緩存被耗盡的風(fēng)險(xiǎn)并實(shí)播放質(zhì)量，提高了終端用戶的體驗(yàn)。HTTP 自適應(yīng)流技術(shù)的國際SH 的系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖 2-1 所示。

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文方法，通過當(dāng)前的碼率自適應(yīng)算法，選擇請求下載合適碼率的視頻片段到本地，媒體播放器逐個(gè)播放本地已緩存的視頻片段，直至視頻內(nèi)容播放完畢。DASH 客播放演示例子如圖 2-2 所示，由圖可知，隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的提升，DASH 客戶端將更高碼率的視頻片段。

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本文編號：2830774