分布式視頻通信(英文版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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範曉鵬 著

圖書標籤:

• 分布式係統
• 視頻通信
• 實時通信
• P2P
• 流媒體
• 網絡協議
• 多媒體
• 通信網絡
• WebRTC
• 雲計算

店鋪： 墨林閣圖書專營店

齣版社： 哈爾濱工業大學齣版社

ISBN：9787560349756

商品編碼：29820868076

包裝：平裝

齣版時間：2017-06-01

基本信息

書名：分布式視頻通信(英文版)

定價：49.80元

作者：範曉鵬

齣版社：哈爾濱工業大學齣版社

齣版日期：2017-06-01

ISBN：9787560349756

字數：

頁碼：167

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《分布式視頻通信（英文版）》詳細介紹瞭國際研究熱點分布式視頻編碼、無綫視頻編碼、無綫軟傳輸等內容，並結閤作者多年研究成果，實現個性與共性的結閤，內容全麵，特色突齣，既可為從事視頻編碼和無綫傳輸領域的科研人員提供手資料，也可為高等院校計算機、電子工程等學科研究生提供學術研究參考。

目錄

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Chapter 1Introduction
1 Motivation
2 Distributed Source Coding （DSC）
2．1 DSC Theorem
2．2 Coset Example for DSC
2．3 SWC Using Error CorrectioCode
2．4 WZC by Cascading Quantizatioand SWC
3 Wyner-Ziv Video Coding （WZVC）
3．1 Implementatioof WZVC
3．2 Applicatioof WZVC ： Low Complexity Encoding
3．3 Applicatioof WZVC ： Muhiview Video Coding
3．4 Applicatioof WZVC ： Error Resilience
3．5 More Applications of WZVC
4 Error Control for Video Communication
4．1 Error Resilience
4．2 Error Concealment
5 Contributions of This Book
Part AWyner-Ziv Video Coding
Chapter 2Transform-domaiAdaptive CorrelatioEstimation
1 Introduction
2 Problem Definitioand Key Observation
2．1 Notation
2．2 CorrelatioEstimatioProblem
2．3 Observations
3 CorrelatioNoise Modeling
3．1 Linear RelatiobetweeSpatial Domaiand Transform DomaiResidue Variances
3．2 Extensioto Stationery Field
3．3 Coefficient-level CorrelatioNoise Modeling
4 Transform-domaiAdaptive CorrelatioEstimatio（TRACE）
4．1 Overall Process of TRACE
4．2 Pre-estimatioof 2 coeff（ k， l） before SWC Decoding
4．3 Near Optimal Estimatioof Band-level Variance
4．4 The Re-estimatioof 2 coeff（ k， l） after SWC Decoding
4．5 The Progressive Estimatioof 2 coeff（ k， l）
4．6 Scanning and Decoding Order of DCT Coefficients
4．7 The Estimatioof V（n）
5 Near Optimal Band-level CorrelatioEstimation
5．1 The Optimality of the Estimation
5．2 The Convex OptimizatioBased Solution
5．3 The Explicit Expressioand the Convexity of f（醟）
5．4 EstimatioAccuracy
6 Experimental Result
6．1 Comparisoof EstimatioAccuracy
6．2 Applicatioof TRACE iLow Complexity WZVC
6．3 Applicatioof TRACE iFlexible WZVC
7 Conclusion
Chapter 3Low Complexity Video Encoding by Wyner-Ziv Successive Refinement
1 Introduction
2 Backgrounds and Related Works
2．1 Low Complexity Wyner-Ziv Video Coding
2．2 Wyner-Ziv Successive Refinement （WZSR）
3 Proposed WZSR Video Coding Scheme
3．1 WZSR Video Coding Framework
3．2 MotioEstimation
3．3 Quantization
3．4 SWC Implementation
4 Rate Distortioand Complexity Analysis
4．1 MotioEstimatioAccuracy Analysis
4．2 Rate DistortioFunctions
4．3 Performance Analysis ： a Lower Bound of WZSR
4．4 Performance Comparison
4．5 B-Frame Analysis
4．6 Computational Complexity
5 Experimental Results
5．1 RD Performance Tests
5．2 Complexity Tests
6 Conclusion
Chapter 4Wyner-Ziv Based Bidirectionally Decodable Video Coding
1 Introduction
2 Analysis and Implementatioof Wyner-Ziv Based M-frame
2．1 Source Coding with Two Alternative Predictions
2．2 Implementatioof Wyner-Ziv M-frame
3 Proposed Wyner-Ziv Based Bidirectionally Decodable Video Coding
3．1 Pre-calculatioof Future Reconstruction
3．2 MotioEstimatioand MotioVector Compression
3．3 DCT Coefficients Compression
3．4 Optimal LagrangiaMultiplier for MotioEstimation
3．5 Slepian-Wolf Coding
3．6 Simplificatioof SWC Decoding
3．7 MMSE Reconstruction
4 Functionalities of the Proposed WZ-BID Scheme
4．1 OSupporting VCR Functionality
4．2 Stream Switching
4．3 Error Resilience
5 Experimental Results
5．1 CompressioEfficiency
5．2 The Support of VCR Functionality
5．3 ApplicatioiError Resilience
5．4 ApplicatioiStream Switching
Conclusion
Part BError Resilience and Concealment for Packet Video Transmission
Chapter 5Lossless Error Resilience Transcoding
1 Introduction
2 Lossless Error Resilient Transcoding （LERT）
2．1 LERT Transcoder
2．2 LERT Decoder
2．3 Video Server with Adaptive Error Robustness
2．4 Experiments
3 Conclusion
Chapter 6Joint Forward Backward Concealment
1 Introduction
2 Proposed Backward Concealment （BC）
2．1 Background and Basic Idea
2．2 Backward Decoding for Referenced Pixels
2．3 MV Based Concealment of Unreferenced Pixels
2．4 Verificatioand Analysis
3 Joint Forward Backward Concealment （JFBC）
3．1 Basic Model
3．2 Error Analysis for Forward Error Concealment
3．3 Error Analysis for Backward Error Concealment
3．4 Pixel-level Adaptive LMMSE
Experiments
Conclusion
Part CSoft Visual Communication
Chapter 7Distributed Wireless Visual Communication
1 Introduction
2 Related Works
2．1 Distributed Video Coding
2．2 Distributed Video Transmissioover Wireless Network
2．3 SoftCast
3 Proposed DCast framework
3．1 Coset Coding
3．2 Estimatioof Coset QuantizatioStep
3．3 Power Allocation
3．4 Packaging and Transmission
3．5 LMMSE at Decoder
4 Power-DistortioOptimization
4．1 Relationship betweeVariables
4．2 MV TransmissioPower Pmv and MV Distortio
4．3 MV Distortio2 △ and PredictioNoise Variance
4．4 DistortioD as a Functioof Pcoset and
4．5 The Solution
5 Experiments
5．1 PDO Model Verification
5．2 Unicast Performance
5．3 Evaluatioof Each Module
5．4 Robustness Test
5．5 Muhicast Performance
5．6 Complexity and Bit Rate
6 Conclusion
Chapter 8Wavelet Based Soft Video Broadcast
1 Introduction
2 Proposed WaveCast
2．1 MCTF Based 3D Wavelet Transform
2．2 Power DistortioOptimization
2．3 Packaging and Modulation
2．4 Transmissioof MotioInformation
2．5 Receiver
3 Coset Coding and Power-distortioAnalysis
3．1 Coset Coding
3．2 Coset Coding Optimization
3．3 Power DistortioAnalysis of WaveCast
3．4 Comparisowith SoftCast
4 Experiments
4．1 Narrow Band Test
4．2 Broad Band Test
5 Conclusion
Chapter 9Conclusions
References
NouIndex

作者介紹

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文摘

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序言

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現代視頻通信的基石：從理論到實踐的深入探索 在信息爆炸的時代，視頻已成為我們溝通、娛樂、學習乃至工作不可或缺的一部分。無論是親友間的實時視頻通話，還是大型流媒體平颱的精彩呈現，亦或是工業監控和遠程醫療的嚴謹應用，這一切的流暢與高效，都離不開背後強大的技術支撐。本書《分布式視頻通信》（英文版）正是為深入剖析這一現代通信基石而創作。它不僅涵蓋瞭視頻通信領域的基礎理論，更著重於其分布式架構的設計、實現與優化，為讀者提供瞭一套全麵而深入的理解框架。 本書的核心在於“分布式”。在傳統的視頻通信模式下，數據傳輸和處理可能集中在少數幾個節點，這在用戶量增長、網絡環境復雜多變的今天，顯得日益捉 অক্সিজ. 擁抱分布式理念，意味著我們將信息處理和傳遞的力量分散到網絡中的各個角落，從而實現更高的可靠性、更低的延遲、更強的可擴展性和更好的資源利用率。本書正是圍繞這一核心理念，層層剝繭，帶領讀者領略分布式視頻通信的魅力與挑戰。 第一部分：視頻通信基礎理論的堅實鋪墊 在踏入分布式領域之前，紮實的基礎知識是必不可少的。本書的開篇，將係統性地迴顧視頻通信的核心理論。我們將從數字視頻信號的采集、編碼、傳輸、解碼到顯示的完整流程齣發。 數字視頻基礎： 深入講解像素、幀率、分辨率、色彩空間等基本概念，以及它們如何影響視頻的質量和數據量。我們將詳細闡述視頻信號的采樣、量化過程，以及為何需要進行數字化處理。 視頻編碼標準： 重點介紹當前主流的視頻編碼標準，如H.264 (AVC)、H.265 (HEVC) 以及更新的AV1等。我們會剖析這些標準背後的編碼原理，例如幀內預測、幀間預測、變換編碼、量化以及熵編碼等技術。理解這些編碼技術的細節，對於後續的優化和性能分析至關重要。我們會探討不同編碼標準的優缺點，以及它們在不同應用場景下的適用性。 網絡傳輸協議： 視頻通信的數據傳輸依賴於一係列的網絡協議。本書將詳細講解TCP和UDP在視頻傳輸中的角色，分析它們各自的優勢與局限性。特彆地，我們將深入探討實時傳輸協議(RTP)和實時傳輸控製協議(RTCP)，以及它們如何協同工作，保障音視頻數據的實時性和質量。我們還會涉及傳輸層安全(TLS/SSL)在保障通信安全中的作用。 音頻編解碼： 視頻通信並非隻有畫麵，音頻同樣是不可分割的一部分。本書將簡要介紹音頻信號的特性，以及常見的音頻編解碼技術，如AAC、Opus等，確保讀者對音視頻整體有全麵的認識。 第二部分：分布式架構的核心設計與實現 在掌握瞭基礎理論之後，本書將進入核心的分布式架構設計部分。這一部分將是本書的重中之重，旨在為讀者提供構建高效、魯棒的分布式視頻通信係統的藍圖。 分布式係統的基本原理： 我們將首先介紹分布式係統的基本概念，包括一緻性、可用性、分區容錯性(CAP定理)等，並探討這些原理如何應用於視頻通信領域。理解這些基本權衡，是設計分布式係統的基礎。 分布式視頻采集與預處理： 在分布式環境中，視頻數據的采集和初步處理可能分布在網絡的邊緣。本書將探討如何設計分布式的采集節點，以及在邊緣進行視頻壓縮、降噪、水印等預處理操作，以減輕後續傳輸和處理的負擔。 分布式媒體服務器(Media Server)架構： 媒體服務器是視頻通信係統的核心。本書將深入探討分布式媒體服務器的設計理念，包括： 負載均衡與容錯： 如何通過負載均衡技術將媒體流閤理分配到多個服務器節點，以及如何通過冗餘設計和故障轉移機製，確保係統在高可用性下的穩定運行。我們會介紹常見的負載均衡算法，以及服務發現和注冊的機製。 信令與控製： 分布式係統中，信令的傳遞和會議的控製至關重要。本書將探討SIP、XMPP等信令協議在分布式環境下的應用，以及如何構建分布式的信令服務器來管理用戶、會話和資源。 媒體流的處理與轉發： 講解如何設計能夠並行處理媒體流的分布式媒體服務器，包括流的閤並、拆分、轉碼、錄製等功能。我們會重點關注如何優化媒體流在節點間的轉發路徑，以最小化延遲。 分布式呼叫控製： 介紹如何將傳統的呼叫控製邏輯進行分布式化，使得呼叫能夠跨越多個服務器節點，實現大規模的視頻會議和通信。 內容分發網絡(CDN)在視頻通信中的應用： 對於大規模的視頻直播和點播，CDN是必不可少的。本書將探討CDN如何與分布式視頻通信係統協同工作，將媒體內容緩存到離用戶更近的節點，顯著提升播放流暢度和加載速度。我們將深入分析CDN的節點部署、緩存策略以及內容更新機製。 P2P與混閤式架構： 除瞭中心化的媒體服務器架構，本書還將探討點對點(P2P)和混閤式架構在視頻通信中的應用。P2P模式能夠有效降低服務器成本，但麵臨網絡穿透和NAT的問題。我們會討論如何利用STUN、TURN、ICE等技術來解決這些挑戰，並分析混閤式架構的優勢，即結閤中心化和P2P的優點，實現更優的性能。 第三部分：性能優化與安全保障 構建一個功能完善的分布式視頻通信係統隻是第一步，持續的性能優化和全麵的安全保障是其長期穩定運行的關鍵。 網絡適應性與QoS保障： 實際的網絡環境韆變萬化，丟包、抖動、帶寬波動都是常態。本書將深入探討如何在分布式架構下實現網絡適應性，包括： 自適應比特率(ABR)： 介紹ABR技術如何根據網絡條件動態調整視頻碼率，以確保流暢播放。 丟包補償與糾錯： 講解前嚮糾錯(FEC)和丟包隱藏(Packet Loss Concealment, PLC)等技術，如何在有限的帶寬下最大程度地恢復丟失的數據。 擁塞控製： 分析分布式係統中的擁塞控製策略，如何有效地避免網絡擁塞，保證通信質量。 低延遲優化技術： 對於實時視頻通信，低延遲是生命綫。本書將聚焦於各種低延遲優化技術，包括： 編解碼器的選擇與優化： 探討如何選擇對延遲敏感的編解碼器，以及如何對編解碼參數進行細緻調優。 傳輸層優化： 分析UDP與TCP在低延遲場景下的性能差異，以及QUIC等新興傳輸協議的優勢。 服務器端優化： 講解如何優化媒體服務器的處理流程，減少內部延遲。 安全性與隱私保護： 視頻通信涉及敏感的音視頻數據，安全性與隱私保護至關重要。本書將全麵探討： 端到端加密(E2EE)： 詳細介紹SRTP等協議如何實現音視頻流的端到端加密，確保隻有通信雙方能夠解密內容。 身份認證與授權： 探討用戶身份的驗證和訪問控製機製，防止未授權訪問。 抗DDoS攻擊： 分析分布式視頻通信係統麵臨的DDoS攻擊類型，並探討相應的防禦策略，例如流量清洗、IP過濾等。 隱私閤規性： 簡要介紹相關隱私法規，以及如何在係統設計中考慮用戶隱私的保護。 第四部分：前沿技術與未來展望 為瞭讓讀者緊跟技術發展的步伐，本書的最後部分將聚焦於當前分布式視頻通信領域的前沿技術和未來發展趨勢。 基於AI的視頻處理： 探討人工智能在視頻通信中的應用，例如智能降噪、人臉識彆、場景分析、實時翻譯、虛擬背景等，以及它們如何通過分布式架構實現高效部署。 5G與下一代網絡對視頻通信的影響： 分析5G技術，如高帶寬、低延遲、海量連接等特性，將如何賦能更豐富、更沉浸式的視頻通信體驗，例如VR/AR視頻通信。 WebRTC in Distributed Systems: WebRTC作為瀏覽器端實時通信的標準，在分布式視頻通信中扮演著越來越重要的角色。本書將分析WebRTC與後端分布式係統的集成，以及如何利用WebRTC構建靈活的通信解決方案。 區塊鏈在視頻版權保護與內容溯源中的應用： 探討區塊鏈技術如何為視頻內容提供可信的版權保護和溯源機製。 《分布式視頻通信》（英文版）旨在為工程師、研究人員、技術愛好者以及任何對現代通信技術感興趣的讀者，提供一個全麵、深入且實用的知識體係。本書不僅是理論的梳理，更是實踐的指導。通過對分布式架構的精細剖析，以及對性能優化和安全保障的深入探討，讀者將能夠更好地理解、設計、實現和運維下一代視頻通信係統，從而在快速發展的數字化世界中，扮演更重要的角色。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在雲服務公司工作的工程師，我一直在尋找能夠幫助我提升視頻流服務質量的解決方案。這本書的齣版恰逢其時。它關於大規模視頻分發中帶寬管理和負載均衡的章節，為我提供瞭許多切實可行的技術思路。例如，書中關於基於機器學習的流量預測和動態資源調度的討論，以及如何通過多租戶架構來優化資源利用率，都讓我眼前一亮。更重要的是，它對不同傳輸協議在不同網絡環境下的性能進行瞭詳盡的評估，這對於我們選擇最適閤的傳輸方案至關重要。書中關於安全性的討論，尤其是在分布式環境下如何保證視頻內容的完整性和用戶的隱私，也讓我受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

對於我這個剛剛涉足視頻通信研究的學生來說，這本書就像一座知識的寶庫，讓我得以窺見這個復雜而迷人的領域。它不僅僅是枯燥的技術堆砌，更是將抽象的概念通過生動的案例和清晰的圖示呈現齣來，使得即使是初學者也能逐步理解。書中關於視頻編碼標準的討論，例如H.264、H.265乃至AV1的最新進展，並不僅僅停留在參數的羅列，而是深入分析瞭不同編碼器在壓縮效率、實時性、復雜度上的權衡，以及它們在不同應用場景下的適用性。此外，書中對延遲優化技術的探討，如預測編碼、前嚮糾錯（FEC）以及對不同丟包策略的比較分析，為我理解如何在高丟包率網絡環境下保證視頻流暢性提供瞭重要的理論指導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格嚴謹而不失流暢，即使是復雜的專業術語，在作者的筆下也變得相對易於理解。它對於分布式視頻通信係統中的故障排除和性能調優提供瞭詳盡的指導，這對於實際工作中的問題解決至關重要。書中關於網絡診斷工具的應用，以及如何通過日誌分析來定位問題，都非常實用。此外，它對分布式係統中可能齣現的各種競爭條件、死鎖等並發問題進行瞭深入的分析，並提供瞭相應的解決方案，這對於構建穩定可靠的分布式係統非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

一本探討分布式視頻通信的英文著作，對於那些深耕於流媒體技術、網絡傳輸協議以及多媒體處理領域的專業人士和研究者而言，無疑是一份珍貴的學術資源。這本書深入剖析瞭分布式視頻通信的方方麵麵，從基礎理論到前沿技術，為讀者構建瞭一個全麵而係統的知識框架。例如，在網絡傳輸層麵，它可能詳細闡述瞭如何優化TCP/IP協議棧以適應實時視頻流的帶寬和延遲需求，並可能引入瞭更先進的傳輸控製協議（如QUIC）在丟包恢復、擁塞控製方麵的創新應用。在分布式架構方麵，書中很可能探討瞭內容分發網絡（CDN）的最新發展，包括邊緣計算在視頻處理和分發中的作用，以及如何利用P2P網絡來減輕中心服務器的壓力，提升用戶觀看體驗。

評分☆☆☆☆☆

對於那些對實時視頻傳輸的底層機製感到好奇的讀者，這本書絕對是不二之選。它細緻地剖析瞭從視頻采集、編碼、打包、傳輸到解碼、渲染的整個流程，並重點突齣瞭在分布式場景下每個環節可能遇到的瓶頸以及相應的解決方案。書中對於網絡拓撲結構對視頻傳輸性能影響的分析，例如星型、樹型、網狀以及混閤拓撲的優劣勢，以及如何在不同場景下選擇最優的拓撲結構，都進行瞭深入的探討。此外，它還對多播和單播在視頻分發中的應用進行瞭詳細的對比，並提齣瞭在特定場景下如何融閤使用的策略，這對於理解大規模直播場景的底層技術非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對計算機網絡和多媒體技術都有一定瞭解的愛好者，我發現這本書的內容既有深度又不失趣味。它並沒有迴避復雜的數學模型和算法，但同時又能通過形象的比喻和圖示，將這些抽象的概念變得易於理解。書中關於網絡擁塞控製算法在視頻傳輸中的適應性問題，以及如何設計能夠兼顧高吞吐量和低延遲的擁塞控製機製，讓我對網絡底層有瞭更深刻的認識。此外，書中對不同視頻流同步技術，如基於時間戳同步、基於幀同步以及混閤同步的優劣勢分析，對於理解多視角視頻的播放和處理非常有價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書最大的亮點在於其高度的實踐指導意義。它提供瞭大量的代碼示例和配置建議，使得讀者可以根據書中的內容快速地實現和測試相關的技術。我在書中找到的關於如何構建一個簡單的分布式視頻流服務器的步驟，對我學習實際操作非常有幫助。書中對容器化技術（如Docker）在視頻通信係統部署中的應用，以及如何利用Kubernetes進行自動化管理和擴縮容的討論，更是讓我看到瞭提升開發效率和係統彈性的新途徑。書中關於自動化測試和性能監控的章節，也為我們構建健壯的視頻服務提供瞭重要的保障。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都令人稱贊。它不僅僅是簡單地介紹現有的技術，更是對未來分布式視頻通信的發展方嚮進行瞭前瞻性的思考。書中對於超高清視頻（8K及以上）的傳輸挑戰，以及如何利用邊緣計算和智能調度來解決延遲和帶寬限製的討論，讓我看到瞭該領域巨大的發展空間。它對區塊鏈技術在視頻內容版權保護和分發方麵的潛在應用進行瞭探索，這是一種非常新穎的視角。同時，書中關於用戶體驗度量和優化的章節，包括如何從主觀和客觀兩個維度來評估視頻質量，並提齣相應的優化措施，也為我們改進産品提供瞭重要的參考依據。

評分☆☆☆☆☆

我特彆欣賞這本書在討論技術的同時，也沒有忽略對相關行業標準和規範的介紹。它詳細闡述瞭ITU-T、ISO/IEC等國際標準化組織在視頻通信領域製定的重要標準，並分析瞭這些標準對技術發展和産業格局的影響。書中關於網絡協議棧各層級如何協同工作，以保證視頻信號的端到端傳輸，以及不同協議在保證視頻質量、安全性和成本效益方麵的權衡，都進行瞭深入的探討。對於希望深入瞭解視頻通信領域生態係統的讀者來說，這本書提供瞭非常寶貴的背景信息。

評分☆☆☆☆☆

這本書的分析角度非常獨特，它不僅僅關注技術本身，還深入探討瞭分布式視頻通信在商業和應用層麵的挑戰與機遇。我印象深刻的是書中關於大規模視頻會議係統可靠性設計的部分，其中詳細闡述瞭如何通過冗餘備份、負載均衡以及智能路由策略來確保在用戶數量激增時係統的穩定性。同時，它也對新興的實時互動視頻應用，如在綫教育、遠程醫療、雲遊戲等進行瞭深入的剖析，並對未來這些領域的發展趨勢進行瞭預測，這為我規劃未來的研究方嚮提供瞭寶貴的啓示。書中對人工智能在視頻通信中的應用，比如智能碼率控製、內容感知編碼，以及基於AI的視頻質量增強等方麵的探討，更是讓我看到瞭技術革新的巨大潛力。