面向互聯網的若干視頻傳輸關鍵技術分析

張粵修 中移鐵通有限公司甘肅分公司

視覺，作為人獲取外界信息中最重要的感官，是對動態事物截取相關信息并轉換的終端，產生出通過連續不間斷的動圖進行學習和觀摩的——視頻。隨著互聯網技術以及多媒體技術的產生，視頻傳輸因人們的主體需求，使其被應用與政治、經濟、軍事、教育、醫療、商業等各個行業運作中，在提高效率的同時隨之而來的，既是在傳輸過程中如何保證在傳輸的過程中保證其機密性、完整性和真實性，讓其觀摩具有實際的意義與應用價值。此文主要圍繞在龐大的網絡數字編碼中以實際操作背景下對視頻信息在傳輸過程中的編碼結構對上傳視頻信息的加密算法進行分析。

1 互聯網若干視頻傳輸中存在問題

眾所周知，隨著我國社會市場主義經濟的高速發展，我國視頻編解碼技術以及互聯網隨之得到質的飛躍，互聯網若干視頻傳輸在互聯網數據傳輸服務中的比例逐漸增大。正所謂：“金無足赤人無完人”，互聯網若干視頻傳輸在不斷發展的同時存在一定程度上的問題。主要表現在以下幾個方面：隨著移動智能、無線網域等的出現，人們搜索、閱覽、下載的方式也從原有的有線網域下載到現在不受地域、時間的無線下載，有效打破了時間與空間的限制。數據獲取的方式也發生了相應的變化，數據傳統的獲取方式為有實際光釬電子流動傳輸；現階段，數據獲取方式則是采用允許用戶建立遠距離無線連接的全球語音和數據網絡及近距離無線連接紅外線技術和射頻技術。正因如此，我們在對原有視頻進行上傳的過程或下載中就會出現多種多樣的問題，主要表現在視頻丟包、時延、失真以及中斷等。

2 互聯網若干視頻傳輸關鍵技術分析

筆者結合自身多年的工作經驗以及查詢有關資料發現，我國互聯網若干視頻傳輸的關鍵技術呈現多元化趨勢，主要包含有可分級輕量級的視頻加密算法、面向信道編碼的糾錯技術、面向可伸縮視頻編碼的糾錯技術、自適應安全實時視頻傳輸系統、擁塞控制的視頻組播傳輸技術以及擁塞控制的視頻單播傳輸技術等，具體表現在以下幾個方面：

2.1 可分級輕量級的視頻加密算法

主要涵蓋對視頻引用場景、安全需求和計量資源間的差異所構成的信道編碼多樣性，提出的媒體應用平臺的可分級輕量級視頻加密算法。通過恒定加密算法的安全性、加解密速度以及壓縮等比運用多個方面的相互制約與考量的關系，對需要進行傳輸的視頻通過不同的可見度的流密碼或者分流數據代碼來加密所有壓縮視頻流的定長碼數據，當然加密的數據量越小，且兼容的MPEG等格式的編碼壓縮格式也會相應的進行減少，計算的難度也會隨之降低并具有一定量的可操控性。

2.2 面向可伸縮視頻編碼的糾錯技術

通過調查發現，SVC可伸縮視頻編碼在傳輸過程中存在一定程度的問題，主要表現在可伸縮視頻編碼進行解碼后質量得不到保障?；诖?，有關部門及個人針對此問題，進行具體問題具體分析，提出了一種結合自適應遺傳算法的糾錯方法，也就是面向可伸縮視頻編碼的糾錯技術。這一糾錯方法的使用步驟如下所示：第一，對SVC可伸縮視頻編碼的網絡抽象層單元數據包頭的結構進行探究，結合SVC可伸縮視頻編碼結構的實際情況來得出新的設計方案，重新對其進行封裝；第二，明確SVC可伸縮視頻編碼是由多層網絡共同構成的，了解SVC可伸縮視頻編碼各層的不同特征；第三，當互聯網若干視頻出現丟包的時候，并且SVC可伸縮視頻編碼失真，在這樣的背景下，應該將FEC數據在SVC可伸縮視頻編碼各層的分配問題進行有效轉化，從而能夠將其轉化為FEC數據在多約束條件的一個優化問題。隨之，有效結合懲罰函數，將其進行再一次的轉化，而后轉化為FEC數據在無約束條件的一個優化問題；第四，針對這一優化問題，選用自適應遺傳算法進行解答，最終能夠確定一個最完善的FE C數據分配方案，能夠有效避免SVC可伸縮視頻編碼出現失真的情況。綜上所述，這一結合自適應遺傳算法的糾錯方法相比傳統模式的LW－EZEP方法以及GOP－UEP方法而言，具備獨特的優勢，能夠提高SVC可伸縮視頻編碼解碼后視頻的質量，并且能夠促使SVC可伸縮視頻編碼解碼的速度大幅度提高。

2.3 面向信道編碼的糾錯技術

數字信號的傳輸過程中由于各種原因和性質，使在傳輸過程中的數據流產生誤碼，這樣的見解結果即為接收端生成圖像跳躍、不連續、出現雪花等現象。信道編碼的產生是為保障在視頻編碼的過程中提高對高頻視屏的壓縮速度，數字媒體中常用的糾錯編碼，通常采用兩次附加糾錯碼的前向糾錯（FEC）編碼。RS編碼屬于第一個FEC，188字節后附加16字節RS碼，構成RS碼，這也可以稱為外編碼。附加的糾錯編碼中的FEC一般采用卷積編碼，又稱為內編碼。兩者結合使用被稱之為級聯編碼。通過級聯編碼后得到的數據流再按規定的調制方式對載頻進行編碼的調制。前向糾錯碼的碼字就具有一定的糾錯能力，不僅在傳輸運轉的過程中可以發現數據流里出現的錯誤，還能準確找出其所在位置，進行自動糾錯。這樣在宏觀的幀間預測環節中，對數據流的上傳提供了穩定性、可靠性的視頻傳輸。

2.4 基于自適應安全實時視頻傳輸系統

在現有的視頻傳輸過程中，網絡的優劣狀況直接會影響到視頻最終觀看質量，在對安全實時視頻傳輸系統的基礎需求上，提出一種適用于實時視頻傳輸的自適應調節方式，即實時監測網絡資源數據狀況，運用核心的DSP和ARW的視頻編解碼和加解密平臺對壓縮代碼和通行格式實現優化，使所傳輸的視頻代碼流能夠適應傳輸時的網絡狀況。保證高性能的視頻編解碼過程中系統自身結構出的雙重安全防護機制的同時也能較好的保持視頻主客之間的質量，較好的滿足實時視頻的有效傳輸。

2.5 基于擁塞控制的視頻組播傳輸技術

隨著組播在互聯網中的產生，發送與接收的多個網點傳播連接出現的擁塞控制問題開始受到關注，傳統的Interner使用Besteffort服務模式，其分組在同等狀態下不能其吞吐量、終端延遲、丟包等的現象。所以在對數據流的分解析過程中如何使其在端口的互換中進行最小組播的代價，進行多個過個組播同時進行的狀態下的網絡流量均衡延展性，使其對視頻組播擁塞控制的情況在RLM/FLID-DL及PGMCC等的視頻數據編輯碼中得到優化，由此出現對視頻進行優先級分組標記算法及分層組播擁塞控制功能的應用；其在物理層、網絡層等的復雜度在多數的組播擁塞控制當中，對該組形式的視頻數據流數據的恢復具有一定量的作用。通過調查發現，目前我國基于擁塞控制的視頻組播傳輸技術存在一定程度的問題。主要表現在其寬帶利用率偏低以及視頻平均時延比較高等?；诖?，相關部門以及個人引起了高度重視，并且針對此類問題，進行具體問題具體分析后，提出了一種基于SA的多速率組播擁塞控制方法。這一多速率組播擁塞控制方法的使用步驟如下所示：第一，對多速率組播擁塞控制過程進行建模之前，必須保障其在最大化接收端的請求速率；第二，正式對其進行建模之后，選用SA的求解方法來進行解答，從而能夠有效提高基于擁塞控制的視頻組播傳輸技術的質量，提高其的寬帶利用率；第三，為了促使視頻的平均時延不超過標準范圍，應該設計一種關于接收端的層調整機制，并且設置一些代理節點，從而能夠有效降低視頻的平均時延。綜上所述，這種基于SA的多速率組播擁塞控制方法相比傳統模式的TFMCC方法而言，具備獨特的優勢，能夠有效提高接收端視頻的質量，與此同時，還能夠促使其的寬帶利用率大幅度提升。

2.6 基于擁塞控制的視頻單播傳輸技術

眾所周知，單播是指客戶端與服務器之間的點到點連接；并且每個獨立的客戶端根據個體自身需求從服務器接收遠程流在一個單個的發送者和一個接受者之間通過網絡進行的通信，但其無法滿足技能需求較大的用戶需求，所以較之傳播性其更適用于個性化的服務?，F階段，通過筆者的調查發現，我國基于擁塞控制的視頻單播傳輸技術存在一定程度的問題。主要表現在其可靠性偏低以及視頻平均失真比較大等?；诖?，相關部門以及個人引起了高度重視，并且針對此類問題，進行具體問題具體分析后，提出了一種基于半馬爾科夫決策過程的單播擁塞控制方法。這一單播擁塞控制方法的使用步驟如下所示：第一，結合PSNR峰值信噪比的視頻質量評估策略存在的問題（即實時性偏低），從而設計出一種新型的視頻質量評估策略，也就是無參考視頻質量評估策略，這一新型評估策略能夠在線運行；第二，結合接收端視頻質量的反饋信息，保障視頻失真最小化，從而將單播擁塞控制進行有效轉化。將其轉化為具備有馬爾科夫性質的一個離散過程，隨后結合半馬爾科夫決策過程來對此單播擁塞控制進行建模；第三，針對建立的模型進行科學合理地分析，結合相關數據來設計合適的求解算法，從而能夠促使單播擁塞控制系統結構得以優化升級，從而提高基于擁塞控制的視頻單播傳輸技術的質量。綜上所述，這種基于半馬爾科夫決策過程的單播擁塞控制方法相比傳統模式的MTCC方法以及TCP reno方法而言，具備獨特的優勢，能夠有效提高接收端視頻的主觀質量以及客觀質量。

3 結束語

綜上所述，隨著我國社會市場主義經濟的高速發展，我國互聯網以及視頻編碼和解碼技術得到質的飛躍。圍繞視頻信息傳輸的技術，結合視頻數據流以往傳輸過程中出現的實際情況及使用場景，對形成出的常用視頻數據傳輸出現問題以及現已出現的解決方案進行參照分析，為其后對若干視頻傳輸技術的探究、發現與改良提供較為直觀的參照。全文結合目前我國互聯網的若干視頻傳輸過程中存在的問題，提出了一些面向互聯網的若干視頻傳輸的關鍵技術，并且加以分析。為我國的互聯網進一步發展提出一些建設性意見，貢獻出自身的微薄之力。

參開文獻

[1]張鵬.面向互聯網的若干視頻傳輸關鍵技術研究[J].通訊世界,2017,(8):13-14.

[2]田波.面向互聯網的若干視頻傳輸關鍵技術研究[D].廣東工業大學,2014.

[3]王振中.光子網格資源管理與控制若干關鍵技術研究[D].北京郵電大學,2010.