分布式視頻通信（英文版） [Distributed Visual Communication] 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
• 網絡協議
• 實時通信
• 多媒體
• P2P
• 流媒體
• QoS
• 編碼解碼
• 網絡安全

齣版社： 哈爾濱工業大學齣版社

ISBN：9787560349756

版次：1

商品編碼：12358759

包裝：平裝

外文名稱：Distributed Visual Communication

開本：16開

齣版時間：2017-06-01

用紙：膠版紙

頁數：167

正文語種：英文

內容簡介

　　《分布式視頻通信（英文版）》詳細介紹瞭國際國內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第一手資料，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

Chapter 1Introduction
1 Motivation
2 Distributed Source Coding （DSC）
2．1 DSC Theorem
2．2 Coset Example for DSC
2．3 SWC Using Error Correction Code
2．4 WZC by Cascading Quantization and SWC
3 Wyner-Ziv Video Coding （WZVC）
3．1 Implementation of WZVC
3．2 Application of WZVC ： Low Complexity Encoding
3．3 Application of WZVC ： Muhiview Video Coding
3．4 Application of 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-domain Adaptive Correlation Estimation
1 Introduction
2 Problem Definition and Key Observation
2．1 Notation
2．2 Correlation Estimation Problem
2．3 Observations
3 Correlation Noise Modeling
3．1 Linear Relation between Spatial Domain and Transform Domain Residue Variances
3．2 Extension to Stationery Field
3．3 Coefficient-level Correlation Noise Modeling
4 Transform-domain Adaptive Correlation Estimation （TRACE）
4．1 Overall Process of TRACE
4．2 Pre-estimation of ?2 coeff（ k， l） before SWC Decoding
4．3 Near Optimal Estimation of Band-level Variance
4．4 The Re-estimation of ?2 coeff（ k， l） after SWC Decoding
4．5 The Progressive Estimation of ?2 coeff（ k， l）
4．6 Scanning and Decoding Order of DCT Coefficients
4．7 The Estimation of V（n）
5 Near Optimal Band-level Correlation Estimation
5．1 The Optimality of the Estimation
5．2 The Convex Optimization Based Solution
5．3 The Explicit Expression and the Convexity of f（醟）
5．4 Estimation Accuracy
6 Experimental Result
6．1 Comparison of Estimation Accuracy
6．2 Application of TRACE in Low Complexity WZVC
6．3 Application of TRACE in Flexible 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 Motion Estimation
3．3 Quantization
3．4 SWC Implementation
4 Rate Distortion and Complexity Analysis
4．1 Motion Estimation Accuracy Analysis
4．2 Rate Distortion Functions
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 Implementation of Wyner-Ziv Based M-frame
2．1 Source Coding with Two Alternative Predictions
2．2 Implementation of Wyner-Ziv M-frame
3 Proposed Wyner-Ziv Based Bidirectionally Decodable Video Coding
3．1 Pre-calculation of Future Reconstruction
3．2 Motion Estimation and Motion Vector Compression
3．3 DCT Coefficients Compression
3．4 Optimal Lagrangian Multiplier for Motion Estimation
3．5 Slepian-Wolf Coding
3．6 Simplification of SWC Decoding
3．7 MMSE Reconstruction
4 Functionalities of the Proposed WZ-BID Scheme
4．1 On Supporting VCR Functionality
4．2 Stream Switching
4．3 Error Resilience
5 Experimental Results
5．1 Compression Efficiency
5．2 The Support of VCR Functionality
5．3 Application in Error Resilience
5．4 Application in Stream 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 Verification and 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 Transmission over Wireless Network
2．3 SoftCast
3 Proposed DCast framework
3．1 Coset Coding
3．2 Estimation of Coset Quantization Step
3．3 Power Allocation
3．4 Packaging and Transmission
3．5 LMMSE at Decoder
4 Power-Distortion Optimization
4．1 Relationship between Variables
4．2 MV Transmission Power Pmv and MV Distortion ?
4．3 MV Distortion ?2 △ and Prediction Noise Variance ?
4．4 Distortion D as a Function of Pcoset and ?
4．5 The Solution
5 Experiments
5．1 PDO Model Verification
5．2 Unicast Performance
5．3 Evaluation of 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 Distortion Optimization
2．3 Packaging and Modulation
2．4 Transmission of Motion Information
2．5 Receiver
3 Coset Coding and Power-distortion Analysis
3．1 Coset Coding
3．2 Coset Coding Optimization
3．3 Power Distortion Analysis of WaveCast
3．4 Comparison with SoftCast
4 Experiments
4．1 Narrow Band Test
4．2 Broad Band Test
5 Conclusion
Chapter 9Conclusions
References
Noun Index

《分布式視頻通信》：重塑實時互動體驗的基石 在信息爆炸、連接無處不在的時代，實時、高質量的視頻通信已不再是奢侈品，而是現代社會不可或缺的組成部分。從遠程協作、在綫教育，到虛擬現實社交、沉浸式娛樂，再到智慧城市監控、自動駕駛輔助，視頻通信的應用場景正以前所未有的速度擴展和深化。然而，伴隨而來的是對網絡帶寬、延遲、穩定性和可擴展性的嚴峻挑戰。傳統集中式的視頻處理和分發模式，在應對海量用戶、多終端、復雜網絡環境時，顯得力不從心。《分布式視頻通信》正是應運而生，緻力於探索和構建一種全新的視頻通信範式，通過將計算、存儲和分發能力分散到網絡的邊緣，打破中心化瓶頸，實現更高效、更靈活、更具彈性的視頻通信服務。 本書並非僅僅停留在對現有技術的羅列和淺層介紹，而是深入剖析分布式視頻通信的核心原理、關鍵技術、架構設計、以及在各類前沿場景中的應用潛力。它旨在為讀者提供一個全麵而深刻的理解框架，使其能夠把握分布式視頻通信的脈絡，洞悉其發展趨勢，並為實際問題的解決和創新應用的開發奠定堅實的基礎。 第一部分：分布式視頻通信的理論基礎與核心概念 本部分將奠定讀者對分布式係統和視頻通信基礎的認知，並在此基礎上引齣分布式視頻通信的獨特性與必要性。 第一章：分布式係統的基石 分布式係統的定義與特徵： 深入探討分布式係統的概念，包括並發性、無共享性、異構性、容錯性、可擴展性等關鍵特徵。分析其與集中式係統的本質區彆，以及為何分布式架構是應對現代通信挑戰的必然選擇。 分布式係統中的一緻性問題： 介紹CAP定理（Consistency, Availability, Partition Tolerance）及其對分布式係統設計的影響。探討不同的一緻性模型（強一緻性、最終一緻性等），以及在視頻通信場景下如何權衡一緻性與可用性。 分布式係統的通信模式： 闡述點對點通信、發布-訂閱模式、消息隊列等在分布式係統中的應用。分析不同通信模式的優缺點，以及在視頻流傳輸中的適用性。 分布式係統的容錯與恢復機製： 探討數據冗餘、副本管理、故障檢測、自動恢復等容錯技術。分析這些技術如何保障視頻通信的連續性和可靠性。 第二章：視頻通信的挑戰與機遇 視頻信號的特性與處理： 深入講解視頻信號的編碼（如H.264, H.265, AV1）、解碼、傳輸、渲染等關鍵環節。分析視頻流的高帶寬、低延遲、同步性等要求。 傳統視頻通信的瓶頸： 剖析集中式服務器在處理大規模並發連接、應對網絡波動、提供低延遲服務方麵存在的局限性。例如，單點故障的風險，中心服務器的計算和帶寬壓力，以及因地理位置造成的延遲差異。 分布式範式的引入： 詳細闡述將計算、存儲和分發能力嚮網絡邊緣遷移的意義。分析其如何緩解中心化瓶頸，提升響應速度，優化資源利用率，並為個性化服務提供基礎。 分布式視頻通信的應用前景： 展望分布式視頻通信在各個領域帶來的變革性影響，例如，為VR/AR提供低延遲的沉浸式體驗，為大規模在綫會議提供流暢的服務，為智能交通係統提供實時的視頻分析等。 第二部分：分布式視頻通信的關鍵技術與架構設計 本部分將聚焦於實現分布式視頻通信所需的具體技術手段和係統設計理念。 第三章：邊緣計算在視頻通信中的賦能 邊緣計算的原理與部署： 介紹邊緣計算的概念、架構和部署模式（如移動邊緣計算MEC，內容分發網絡CDN）。分析邊緣節點如何靠近用戶，縮短數據傳輸路徑。 視頻編碼與解碼的邊緣化： 探討在邊緣節點進行視頻編碼和解碼的可行性與優勢。例如，通過邊緣節點對視頻進行預處理、轉碼，減少迴傳中心的數據量，降低中心服務器的負擔。 視頻處理與分析的邊緣化： 講解如何在邊緣進行實時視頻分析，如目標檢測、行為識彆、人臉識彆等，並將分析結果而非原始視頻流傳輸迴中心，極大地節省帶寬。 邊緣協同與智能調度： 討論多個邊緣節點之間如何協同工作，實現視頻流的智能分發和負載均衡。分析邊緣智能調度算法在優化資源分配、降低延遲方麵的作用。 第四章：分布式流媒體傳輸協議與技術 實時傳輸協議（RTP）的挑戰與改進： 分析RTP在分布式場景下的局限性，如丟包處理、擁塞控製等。探討基於UDP的傳輸協議在低延遲場景下的優化方案。 WebRTC與瀏覽器端分布式通信： 深入講解WebRTC（Web Real-Time Communication）的技術架構，包括P2P連接、SDP（Session Description Protocol）、ICE（Interactive Connectivity Establishment）等。分析WebRTC如何實現瀏覽器之間的直接視頻通信，並討論其在分布式場景下的應用。 長連接與短連接的協同： 探討如何利用長連接（如WebSocket）進行信令控製和狀態管理，以及利用短連接（如UDP）進行實時視頻數據傳輸。 QUIC協議及其在視頻傳輸中的潛力： 介紹QUIC協議（Quick UDP Internet Connections）的設計理念，特彆是其在擁塞控製、連接遷移、多路復用等方麵的優勢。分析QUIC如何成為下一代分布式視頻通信的重要支撐。 第五章：分布式視頻存儲與管理 分布式文件係統與對象存儲： 介紹HDFS（Hadoop Distributed File System）、Amazon S3等分布式存儲技術，以及它們在存儲海量視頻數據方麵的應用。 視頻內容的緩存與預取： 探討CDN（Content Delivery Network）的緩存策略，以及如何通過智能預取技術，將用戶可能需要的視頻內容提前部署到邊緣節點，減少訪問延遲。 視頻數據的分布式索引與檢索： 講解如何構建分布式索引，實現對海量視頻庫的高效檢索。分析視頻內容的元數據管理和內容感知存儲。 數據一緻性與可用性保障： 結閤分布式存儲的特點，探討如何保證視頻數據的最終一緻性，以及在節點故障時如何快速恢復數據訪問。 第六章：分布式視頻通信的架構模式 點對點（P2P）通信模式： 詳細分析P2P模式在視頻通信中的應用，包括其優勢（如降低服務器成本、增強魯棒性）和挑戰（如NAT穿透、節點發現、網絡拓撲管理）。 混閤式（Hybrid）架構： 介紹中心服務器與邊緣節點相結閤的混閤式架構。分析中心服務器如何承擔信令控製、用戶認證、負載均衡等任務，而邊緣節點負責視頻的編碼、解碼、分發等。 基於微服務的分布式架構： 探討如何利用微服務將視頻通信係統解耦，每個服務獨立部署和擴展。分析微服務架構的優勢，如靈活性、可維護性、可伸縮性。 區塊鏈在分布式視頻通信中的探索： 介紹區塊鏈技術在去中心化身份認證、內容版權保護、激勵機製等方麵的潛在應用，為分布式視頻通信提供新的可能性。 第三部分：分布式視頻通信的應用與發展趨勢 本部分將深入探討分布式視頻通信在不同領域的實際應用，並展望其未來的發展方嚮。 第七章：前沿應用場景的分布式視頻通信實踐 增強現實（AR）/虛擬現實（VR）中的低延遲視頻流： 分析AR/VR對視頻通信的極低延遲要求，以及分布式架構如何通過邊緣計算和P2P傳輸來滿足這些需求，實現沉浸式交互。 大規模在綫會議與協作： 探討分布式架構如何為成韆上萬的參會者提供穩定、高清的視頻通信服務，解決傳統集中式會議係統麵臨的帶寬和計算瓶頸。 智能交通與車聯網通信： 分析車輛之間的實時視頻數據交互、車路協同對分布式視頻通信的要求，以及邊緣計算如何在路側單元部署，提供低延遲的感知和決策支持。 遠程醫療與健康監測： 探討分布式視頻通信在遠程診斷、實時手術指導、遠程病人監護中的應用，強調數據安全和隱私保護的重要性。 智慧城市與安防監控： 分析分布式架構如何實現海量攝像頭數據的邊緣采集、分析和分發，提升城市管理效率和公共安全水平。 第八章：安全性、隱私與閤規性 分布式視頻通信中的安全挑戰： 探討在分布式環境中可能麵臨的安全威脅，如數據泄露、未經授權的訪問、DDoS攻擊等。 端到端加密與認證機製： 介紹在分布式架構下如何實現視頻流的端到端加密，以及用戶身份的有效認證。 隱私保護的技術與策略： 討論如何在保證服務質量的同時，最大程度地保護用戶隱私，例如，數據匿名化、差分隱私等技術。 閤規性與法規遵循： 分析不同國傢和地區關於數據傳輸、存儲和隱私保護的法律法規，以及分布式視頻通信係統如何滿足這些閤規性要求。 第九章：未來發展趨勢與挑戰 AI驅動的視頻通信： 探討人工智能（AI）在視頻通信中的進一步融閤，如智能編碼、智能增強、智能內容識彆、智能故障預測等。 5G/6G網絡對分布式視頻通信的影響： 分析新一代移動通信技術將如何為分布式視頻通信提供更強大的網絡支撐，例如，超低延遲、海量連接、高帶寬。 邊緣智能與聯邦學習： 探討如何利用聯邦學習等技術，在不直接傳輸原始數據的情況下，在邊緣節點上訓練和優化AI模型，進一步提升視頻通信的智能化水平。 可信計算與去中心化： 展望更加去中心化、更加可信的分布式視頻通信體係，以及區塊鏈等技術在其中的作用。 標準與互操作性： 討論行業標準在推動分布式視頻通信技術發展和生態構建中的重要性。 《分布式視頻通信》是一本內容全麵、論述深入的著作，它不僅為研究人員、工程師和開發者提供瞭寶貴的知識財富，更將引領我們邁嚮一個更加互聯互通、實時互動的數字未來。通過對本書的學習，讀者將能夠深刻理解分布式視頻通信的本質，掌握其核心技術，並能夠創新性地應用這些知識，解決實際問題，推動技術的進步。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格非常獨特，它不像教科書那樣刻闆說教，反而帶有一種老派工程師的務實和幽默感。作者在解釋復雜概念時，常常會穿插一些個人經曆或行業軼事，使得原本枯燥的技術討論變得生動起來。例如，在講述網絡抖動對用戶體驗影響的那一節，作者用瞭一個非常形象的比喻來描述數據包丟失的後果，瞬間就抓住瞭我的注意力。這種亦師亦友的寫作方式，極大地降低瞭技術學習的心理門檻。我常常在深夜裏讀到某些段落，會心一笑，感覺自己不是在麵對一本冰冷的技術書籍，而是在與一位經驗豐富的行業前輩進行深入交流。這種人情味讓這本書的閱讀過程充滿瞭樂趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計非常精美，封麵采用瞭深邃的藍色調，配以抽象的光影綫條，給人一種科技感和未來感。內頁紙張的質感也相當不錯，印刷清晰，字體大小適中，閱讀起來非常舒適。我尤其欣賞作者在排版上的用心，圖錶和公式的布局都經過精心設計，即使是復雜的係統架構圖也能一目瞭然。雖然我不是專業工程師，但光是翻閱這些圖示，就能感受到作者對知識體係構建的嚴謹態度。這樣的實體書，放在書架上也是一件賞心悅目的藝術品，讓人忍不住想要隨時拿起翻閱。對於那些追求閱讀體驗和物理感受的讀者來說，這本書的硬件素質絕對是加分項，它讓學習過程本身變成瞭一種享受，而非負擔。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度實在令人驚嘆，它不像市麵上許多同類書籍那樣浮於錶麵，隻是簡單羅列一些流行的框架或API。相反，作者似乎花瞭大量篇幅在追溯底層原理，從信息論的基礎到實時傳輸協議（RTP/RTCP）的每一個細節，都進行瞭深入的剖析。閱讀過程中，我能感受到作者深厚的學術功底，他對數據壓縮算法的演進曆史及其背後的數學原理的闡述，既嚴謹又充滿洞察力。雖然有些章節需要我反復閱讀並結閤其他資料輔助理解，但這種“啃硬骨頭”的體驗，最終帶來的知識結構上的堅實感是無可替代的。它不是一本用來快速入門的“速查手冊”，更像是一部需要時間沉澱纔能真正消化的學術專著，適閤希望係統構建深厚技術內功的讀者。

評分☆☆☆☆☆

從學習工具的角度來看，這本書的配套資源組織得非常齣色。雖然我主要關注的是文字內容，但我注意到書中頻繁引用的代碼示例和實驗數據都是可以從一個特定的在綫資源庫中獲取的。這對於驗證書中提齣的理論模型至關重要。我嘗試下載瞭幾個核心算法的參考實現，發現它們結構清晰，注釋詳盡，完美地對應瞭書中的理論推導。這種理論與實踐的無縫銜接，極大地提高瞭學習效率。我不用花費大量時間去重新搭建實驗環境，而是可以直接在作者提供的基礎上進行修改和擴展，這對於想把理論快速轉化為實際應用的人來說，是不可多得的便利。這種對學習閉環的完整構建，顯示瞭作者極強的工具化思維。

評分☆☆☆☆☆

我發現這本書的一個非常突齣的優點是它的前瞻性和廣闊的視野。作者並沒有將目光僅僅局限於當前的主流技術棧，而是將大量的篇幅投入到瞭對新興趨勢的探討上，比如基於AI的自適應碼率控製，以及邊緣計算在視頻分發中的潛力。這些內容並非空泛的展望，而是結閤瞭實際研究案例進行討論，使得論述既有理論高度又具實踐指導意義。這使得這本書的價值不僅僅停留於當下，它更像是一份指引未來技術方嚮的路綫圖。對於那些希望站在行業前沿，預判下一代視頻通信技術發展方嚮的工程師和研究人員來說，這本書提供的思維框架無疑是極其寶貴的財富，它拓寬瞭我對這個領域未來可能性的想象空間。