SRA360：面向异构观众的超分辨率增强型自适应360度视频流技术

《IEEE Transactions on Network Science and Engineering》：SRA360: Super-Resolution Enhanced Adaptive 360-Degree Video Streaming for Heterogeneous Viewers

针对360度视频流传输中的高带宽需求和异构设备适配难题，本文提出SRA360方案，通过Meta Proximal Policy Optimization算法实现自适应视频质量选择与计算任务调度，并采用带重传的双缓冲机制平衡流畅播放与高精度FOV预测，实验验证其在提升QoE和降低带宽消耗方面优于现有方法。

　　

摘要：

作为虚拟现实（VR）背后的驱动力，360度视频流媒体技术能够提供沉浸式和交互式的体验，实现物理世界与数字世界的无缝连接。然而，这种技术对带宽的需求极高，给现有系统带来了重大挑战。为了解决360度视频流媒体传输带来的高带宽问题，一些研究人员提出了超分辨率技术来提升视频流媒体系统。但这些解决方案在适应不同用户设备时往往存在困难，因为不同设备的带宽和计算能力存在显著差异。本文介绍了一种名为SRA360的创新超分辨率自适应360度视频流媒体方案，专为异构用户设计。该方案整合了服务器、边缘设备和客户端层，利用元邻近策略优化算法（Meta Proximal Policy Optimization）在异构环境中实现自适应的视频质量选择和计算任务调度。同时，提出了一种基于重建与重传的双缓冲机制，以解决流畅播放与高精度视野预测之间的矛盾。实际实验结果表明，与现有技术相比，SRA360在提升用户体验和减少带宽消耗方面具有显著优势。

引言

360度视频流媒体系统是虚拟现实（VR）的基础，推动了其快速发展，并通过沉浸式和交互式体验实现了物理世界与数字世界的融合。2022年，VR市场规模约为194.4亿美元，预计到2030年将增长至1659.1亿美元[1]。此外，根据NGMN的6G用例分析[2]，VR被认为是未来移动通信网络中最有前景的应用之一，能够提供真正沉浸式的体验。这一显著增长凸显了人们对VR及相关技术的日益关注。然而，这一创新也面临着诸多挑战。360度视频的海量数据需要大量的带宽[3]。根据移动通信行业协会（GSMA）的数据，最终的8K体验需要800 Mbps的带宽[4]，这相当于全球平均固定宽带速度的8倍，以及全球平均移动宽带速度的16倍。[标签]¹

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此外，端到端延迟²

数据从源头传输到目的地所需的总时间，包括传输和处理延迟。

必须低于10毫秒，以确保流畅播放。由于360度游戏对带宽和延迟非常敏感，快速头部移动可能导致卡顿、分辨率下降，甚至在网络质量下降时引发晕动症，从而严重影响用户体验（QoE）。因此，360度视频的传输特别容易受到网络带宽限制和波动的影响。