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基于RTP的H.264视频自适应传输机制研究

作　者: 李瑞锋
导　师: 孙大跃
学　校: 长安大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: H.264标准 RTP/RTCP协议自适应传输量化参数
分类号: TN919.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着互联网络迅速普及,人们越来越倾向于以形象直观的方式从互联网上获取信息。数字视频技术结合网络技术的发展在很大程度上满足了人们在这方面的需求。因此,以网络视频传输为基础的各种应用正在成为互联网上蓬勃发展的业务。然而Internet是一个尽力而为的网络,视频应用具有数据量大和QoS要求高等特点,所以对视频的网络传输提出了挑战。作为新一代视频编码标准,由于H.264有着出色的压缩效率和网络适应性,具有良好的应用前景；RTP协议则是目前广泛应用于多媒体通信中能够提供服务质量保证的应用层协议。正是从这两个基本要素结合的角度考虑,本文对基于RTP的H.264视频自适应传输机制进行了深入研究。首先结合本文的研究,讨论了H.264的特性和视频传输协议的适用性,并对RTP协议进行了深入分析。然后在分析现有自适应传输理论的基础上,对传统的网络评估算法进行了改进；依据对H.264码率调节因子的研究,提出了一种易于实现的基于量化参数调整的H.264自适应传输算法；并给出了编解码同步方案和NALU的RTP封装方案。最后在本文提出的自适应传输机制基础之上,设计了基于RTP的H.264视频自适应传输系统,利用VC++6.0对其进行了实现。本文提出的自适应传输机制经实验证明具有良好的调节效果；可以结合其它自适应传输机制在H.264视频传输系统中应用。也可对本文设计和实现的自适应传输系统进行扩展,以实现更为复杂的功能。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-17
  1.1 研究背景  11-14
    1.1.1 视频编码标准  11-13
    1.1.2 视频传输的QoS要求  13-14
  1.2 研究目的与意义  14-15
  1.3 研究现状  15-16
  1.4 本文内容与安排  16-17
第二章 H.264视频编解码标准与RTP/RTCP协议  17-33
  2.1 H.264视频编解码标准  17-21
    2.1.1 H.264主要特点与性能  17-18
    2.1.2 H.264视频传输的QoS策略分析  18-20
    2.1.3 H.264网络提取层NAL  20-21
  2.2 传输协议的适用性分析  21-24
    2.2.1 TCP与UDP协议在视频传输中的局限性  21-22
    2.2.2 RTP协议在视频传输中的适用性  22-24
  2.3 实时传输协议RTP/RTCP  24-29
    2.3.1 RTP/RTCP协议简介  24-25
    2.3.2 RTP协议  25-26
    2.3.3 RTCP协议  26-29
  2.4 适合H.264的RTP荷载分析  29-33
    2.4.1 H.264的RTP荷载头  29-30
    2.4.2 单一NALU封装  30
    2.4.3 聚合封装  30-31
    2.4.4 分片NALU封装  31-33
第三章视频自适应传输机制分析  33-40
  3.1 自适应传输基本理论  33-35
    3.1.1 自适应传输基本原理  33-34
    3.1.2 自适应传输特性  34
    3.1.3 自适应传输要素  34-35
  3.2 传统自适应传输算法  35-37
    3.2.1 基于模型的速率控制  35-36
    3.2.2 基于探测的速率控制  36-37
  3.3 传统自适应传输机制的不足  37-40
第四章改进的H.264视频自适应传输机制  40-55
  4.1 基于RTP的自适应传输基本步骤  40
  4.2 H.264自适应码率调节因子分析  40-44
    4.2.1 视频分辨率  40-41
    4.2.2 视频帧率  41
    4.2.3 量化参数  41-44
  4.3 改进的网络状况评估算法  44-46
    4.3.1 丢包率计算  44-45
    4.3.2 延时抖动计算  45-46
    4.3.3 网络状况评估  46
  4.4 基于量化参数调整的自适应调节算法  46-48
  4.5 编解码同步  48-49
  4.6 NALU的RTP封装策略  49-51
  4.7 算法性能的实验分析  51-55
第五章基于自适应传输系统的设计实现  55-74
  5.1 H.264视频自适应传输框架  55
  5.2 功能模块和流程设计  55-59
    5.2.1 系统功能模块设计  55-57
    5.2.2 发送端流程设计  57-58
    5.2.3 接收端流程设计  58-59
  5.3 RTP/RTCP协议栈设计  59-61
  5.4 技术实现  61-71
    5.4.1 视频采集  61-63
    5.4.2 视频编解码  63-66
    5.4.3 RTP处理  66-69
    5.4.4 会话管理  69-71
  5.5 系统运行界面  71-74
第六章结束语  74-76
  6.1 总结  74
  6.2 展望  74-76
参考文献  76-78
致谢  78

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