视频流量的相似性分析与仿真设计

齐齐哈尔大学毕业设计（论文）题目视频流量的相似性分析与仿真设计学院计算机与控制工程学院专业班级计算机科学与技术123学生姓名侯翰林指导教师李大辉成绩2016年6月12日齐齐哈尔大学毕业设计(论文)I摘要21世纪以来随着科学技术的高速发展和计算机网络与多媒体业务的普及，在宽带网络服务中视频业务的激增，产生大量的数据流量已占据网络流量业务总体中的80%以上。基于传统的网络流量分析模型已经不再适用于目前的网络流量的分析高速网络传输技术的多数据流量中。然而，大量的视频流量数据中存在自相似的性质，由于自相似模型能够更加真实地描述网络流量的特性对于研究数据流之间偶合关系。因此，视频流量自相似的研究对网络的拥塞控制、信息监测、带宽分配及网络性能评价等有着重要的意义。本文主要介绍了视频流量的自相似性在国内外的研究现状，视频流量相似性的性质，形成原因，描述视频流量自相似程度的Hurst参数估算方法，以及几个典型能体现视频流量自相似性的网络模型：分形布朗运动模型（FBM），基于小波的多重分形小波模型以及ON/OFF模型。介绍了视频流量自相似的形成原因、据流在不同尺度下的相似性的计算方法，本文的实验基于Wireshark和matlab进行获取数据、数据对比、数据分析，为了研究再不同尺度下视频流量的相似性，进行各个尺度的分析。基于以上的理论，进行了视频流量相似性的实验设计。本文以研究视频流量的自相似性作为切入点，用分类测量的方法选取视频流量的不同特征进行不同尺度的自相似性分析；表示出视频流量在不同尺度下的相似性信息，在此项研究中主要进行几组实验：视频在单数据流情况下的网络传输采样、多数据流下的传输采样并进行相似度运算；在不同分辨率下的视频流量对视频流量相似性的影响；在不同码率下视频流量对视频流量相似性的影响。综合以上几组实验数据进行对比分析。关键词：视频流量；相似性；不同尺度；数据分析；matlab齐齐哈尔大学毕业设计(论文)IIAbstractSincethe21stcenturywiththerapiddevelopmentofscienceandtechnologyandthepopularizationofcomputernetworkandmultimediabusiness,asurgeofvideoinbroadbandservicebusiness,togeneratealargeamountofdatatraffichasaccountedformorethan80%oftheoverallnetworktrafficbusiness.Basedonthetraditionalnetworktrafficanalysismodelisnolongersuitablefortheanalysisofthecurrentnetworktrafficinhigh-speednetworktransmissiontechnologyofdataflow.,however,alargenumberofvideotrafficdatainthenatureoftheself-similar,duetotheself-similarmodelcanmoretrulydescribenetworktrafficcharacteristicstostudycouplingrelationshipbetweenthedataflow.Therefore,videotrafficself-similarresearchonnetworkcongestioncontrol,informationmonitoring,bandwidthallocationandnetworkperformanceevaluationhasimportantsignificance.Thisarticlemainlyintroducedthevideotrafficself-similarindomesticandoverseasresearchstatus,thenatureofthevideotrafficself-similarity,formingreason,describethevideotrafficself-similardegreeofHurstparameterestimationmethod,andseveraltypicalnetworkmodelthatcanreflectthevideotrafficself-similarity:FractionalBrownianMotion(FBM)model,basedONwaveletmultifractalwaveletmodelandtheON/OFFmodel.Introducesthereasonsfortheformationofvideotrafficself-similar,accordingtoflowunderdifferentscalesofsimilaritycalculationmethod,thispaperexperimentbasedonWiresharkandmatlabtogetthedata,datacomparison,dataanalysis,tostudythesimilarityofvideoflowtodifferentscales,eachscaleanalysis.Basedontheabovetheory,hascarriedontheexperimentaldesignofsimilarityvideoflow.Basedonthestudyofvideotrafficself-similarityasabreakthroughpoint,measuredwithclassificationmethodofselectingthedifferentcharacteristicsofvideotrafficself-similarityofdifferentscaleanalysis;Showvideoinformationflowunderdifferentscalesofsimilarity,severalgroupsofexperimentsinthisstudymainly:videointhecaseofasingledataflowofnetworktransmissionsampling,samplingdataflowtransmissionandmoresimilaritycalculations;Underdifferentresolutionsofvideotrafficimpactonvideoflowsimilarity;Underthedifferentbitratevideotrafficimpactonvideoflowsimilarity.Comprehensiveaboveseveralgroupsofexperimentaldatawereanalyzed.Keywords:videoflow;Similarity;Differentscales;Dataanalysis;Matlab齐齐哈尔大学毕业设计(论文)III目录摘要....................................................................IAbstract..................................................................II第1章绪论...............................................................11.1研究的背景........................................................11.2国内外关于视频流量的研究现状......................................11.3研究意义..........................................................3第2章基本概念与理论知识.................................................42.1视频流量自相似性基础..............................................42.2小波理论基础与Haar算法...........................................6第3章视频流量特征与相似性的设计.........................................83.1软件介绍..........................................................83.2视频流量特征选择..................................................83.3视频流量相似性的度量.............................................103.3.1不同尺度下的相似性研究.....................................103.3.2流量数据捕获与分析.........................................123.3.3视频流量在不同尺度下分析...................................13第4章视频流量相似性仿真设计............................................154.1常规视频相似性分析...............................................154.2多数据流下视频流量相似性分析.....................................194.3分辨率对视频流量相似度的影响.....................................214.4码率对视频流量相似度的影响.......................................25结论....................................................................32参考文献.................................................................33致谢....................................................................34齐齐哈尔大学毕业设计(论文)1第1章绪论1.1研究的背景20世纪中最为重要科技进步便是以多媒体计算机为基础的远程通信网络的建设，这促使全球步入了全面信息时代。网络逐步渗透到教育，医疗，建设的各个领域，对于全世界产生了深远的影响[1]。而步入21世纪以来随着科学的技术高速进展和计算机的网络与多媒体业务的普及，现在随着科技迅速的发展，在宽带网络服务中视频业务的激增，产生大量的数据流量已占据网络流量业务总体中的80%以上。所以对于视频流量相似性的研究显然成为了网络流量相似性研究的重要问题。视频流量数据流量具有持续出现、易变性和无穷性等特性。在多数视频流量数据流量中，大量视频流量有着相似性。研究视频流量的相似性对于互联网的拥塞管理控制、用户信息监管、带宽分拨及互联网性能评估等有着重要的意义，在不同尺度下的相似性的讨论也同样具备有重要的意义[2]。本课题通过Wireshark和matlab进行获取数据、数据对比、数据分析，来展开视频流量在不同尺度下的相似性研究，为了研究再不同尺度下视频流量的相似性可以进行各个尺度的分析。视频流量的相似性中，大量的