汪再秋

(內蒙古科技大學 信息工程學院，內蒙古 包頭014010)

神經(jīng)網(wǎng)絡又稱人工神經(jīng)網(wǎng)絡或連接模型，是模仿動物神經(jīng)網(wǎng)絡行為特征的一種進行分布式并行信息處理的數(shù)學模型，它根據(jù)系統(tǒng)的復雜程度對其內部大量節(jié)點間的連接關系進行調整，以達到信息處理的目的。近年來，神經(jīng)網(wǎng)絡技術引起了社會的廣泛關注，神經(jīng)網(wǎng)絡相關研究也取得了突破性的進展。

1 神經(jīng)網(wǎng)絡的特點及其在多媒體通信控制系統(tǒng)中的應用

1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡的特點

神經(jīng)網(wǎng)絡應用在信息控制系統(tǒng)中具有很多突出的特點。 首先，神經(jīng)網(wǎng)絡存貯信息采用分布方式，當部分網(wǎng)絡信息遭到損壞時，仍能根據(jù)其他信息使被損壞的信息得到恢復；其次，神經(jīng)網(wǎng)絡處理信息采用并行方式，提高了信息處理的速度；再次，神經(jīng)網(wǎng)絡采用連續(xù)的學習方式，學習方法比較簡單；最后，神經(jīng)網(wǎng)絡是由眾多的神經(jīng)元組成，能夠無限逼近任一復雜的非線性的系統(tǒng)。 總之，采用神經(jīng)網(wǎng)絡思想設計出的控制系統(tǒng)，不僅具有較好的智能性、適應性和魯棒性，還能夠快速處理非線性、高難度、不確定、強干擾和難建模的復雜的信息控制問題。

1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡思想在多媒體通信控制系統(tǒng)中的應用

多媒體通信是計算機技術與通信技術的綜合產物，這種新型的通信方式可以實現(xiàn)在一次呼叫中同時提供聲音、圖形、圖像、文本、數(shù)據(jù)等多種媒體信息。多媒體通信控制系統(tǒng)是基于IP 核心交換而存在，保證多媒體服務質量（QOS）是其技術的關鍵，控制網(wǎng)絡擁塞、同步音頻視頻等多種多媒體數(shù)據(jù)、平滑處理視頻信息、協(xié)商多媒體數(shù)據(jù)的傳輸、減少多媒體數(shù)據(jù)處理的時延等都是多媒體通信控制系統(tǒng)要解決的技術難點。 神經(jīng)網(wǎng)絡技術的應用可以有效的解決以上技術難點，根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡的特點，從神經(jīng)網(wǎng)絡的自學習映射功能入手具體分析神經(jīng)網(wǎng)絡思想在多媒體通信控制系統(tǒng)中的應用。

在運用層狀前饋神經(jīng)網(wǎng)絡來實現(xiàn)ATM 類似業(yè)務網(wǎng)絡信息的接入控制時，首先要使神經(jīng)網(wǎng)絡展開無監(jiān)督的自學習，并且可以采用那些滿足上式臨近分界函數(shù)的樣本作為神經(jīng)網(wǎng)絡自學習的輸入樣本。類似于這種多媒體通信控制系統(tǒng)都可以通過運用神經(jīng)網(wǎng)絡思想來實現(xiàn)自適應學習控制管理網(wǎng)絡信息資源，實現(xiàn)預測、預留高利潤的寬帶接入和業(yè)務頻道的接入。這種非線性層狀前饋神經(jīng)網(wǎng)絡映射功能可以廣泛地被用在解決多媒體通信控制系統(tǒng)中需要快速自適應處理的技術難點。神經(jīng)網(wǎng)絡思想隨著計算機技術的發(fā)展已經(jīng)廣泛的應用在多媒體通信控制系統(tǒng)中，并占據(jù)著舉足輕重的重要位置。

2 通過具體實例分析多媒體通信控制系統(tǒng)中神經(jīng)網(wǎng)絡思想的體現(xiàn)

神經(jīng)網(wǎng)絡在多媒體通信控制系統(tǒng)中的應用主要體現(xiàn)在系統(tǒng)建模、狀態(tài)估計以及優(yōu)化控制等。 在系統(tǒng)建模過程中，根據(jù)輸入的信息和過去的輸出信息推算出當前輸出信息，被控制對象輸入和輸出關系的反映就是神經(jīng)網(wǎng)絡思想在多媒體通信控制系統(tǒng)中的體現(xiàn)；在狀態(tài)估計中從輸入到輸出的空間映射也是神經(jīng)網(wǎng)絡在多媒體通信控制系統(tǒng)中代替?zhèn)鹘y(tǒng)數(shù)學模型的運用體現(xiàn)。

為研究神經(jīng)網(wǎng)絡思想在多媒體通信控制系統(tǒng)中的應用，特構造如圖1 所示的某多媒體通信控制系統(tǒng)。

該模型中視訊服務器的主要功能是用戶登錄、驗證信息、檢測用戶的IP 地址和動態(tài)端口、協(xié)商通信、交互命令、控制信息、接收轉發(fā)和記錄終端用戶的信息等，采用TCP 協(xié)議進行信息的傳輸。 音頻視頻的通信通常使用UDP 協(xié)議進行傳輸， 采用神經(jīng)網(wǎng)絡思想實現(xiàn)從視訊服務器到終端的預協(xié)商、終端與終端的再協(xié)商。

圖1 某多媒體通信控制系統(tǒng)應用模型

視頻圖像信息的平滑程度是衡量多媒體通信控制系統(tǒng)服務質量的重要標準。 本模型的視頻平滑控制機制原理圖如圖2 所示。 從原理圖可以看出，該機制在視頻信息的發(fā)送端采用了基于神經(jīng)網(wǎng)絡思想的漏桶算法，在視頻信息的接收端采用了基于神經(jīng)網(wǎng)絡思想的流量預測和播放平滑算法。該模型的視頻信息發(fā)送端就是通過神經(jīng)網(wǎng)絡處理節(jié)點實現(xiàn)視頻流緩沖區(qū)和令牌池的實時監(jiān)控、 網(wǎng)絡擁塞情況的探測、視頻流幀率的反饋和控制等，保證了視頻流的服務質量。 視頻信息的接收端通過流量預測節(jié)點實現(xiàn)視頻流到達時間延遲和時間間隔以及信息接收幀數(shù)的監(jiān)視等，也是神經(jīng)網(wǎng)絡思想在多媒體通信控制系統(tǒng)中應用的體現(xiàn)。神經(jīng)網(wǎng)絡思想在多媒體通信控制系統(tǒng)中的使用保證了多媒體通信視頻流播放的平滑度， 提高了多媒體通信控制系統(tǒng)的服務質量。

圖2 視頻平滑控制機制原理圖

3 總結

運用神經(jīng)網(wǎng)絡思想進行信息的存儲和處理具有很多突出的優(yōu)勢，要提高多媒體通信控制系統(tǒng)的服務質量，需要在充分掌握神經(jīng)網(wǎng)絡分布式信息存儲、并行式信息處理、連續(xù)性學習方式以及神經(jīng)元等特點的基礎上，深入分析神經(jīng)網(wǎng)絡思想在多媒體通信控制系統(tǒng)中的應用體現(xiàn)，掌握正確的應用方式，采取有效的措施充分發(fā)揮神經(jīng)網(wǎng)絡在多媒體通信控制中的重要作用，實現(xiàn)多媒體通信控制系統(tǒng)的高智能性、高適應性、高魯棒性以及快速準確的處理各種復雜信息的控制問題。

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