H.264视频压缩与自适应无线网络系统研究与设计

摘要

行业的需求不断推动科技的进步，伴随着计算机与通信系统的结合，人类对信息的依赖度日益增长。从符号文字再到图像视频，传统意义的计算机通信方式早已无法满足要求。在视频信息取代图片文字信息成为主流的现在，高效的视频压缩算法及灵活的网络发送方式的结合显得尤为重要。
　　论文对H.264视频压缩算法及自适应无线网络发送方式进行研究。首先，对H.264标准中影响编码性能和实际应用中的关键技术进行介绍，通过对现有H.264压缩算法框架，编码结构及码流特性的分析，改进了算法中帧间帧内预测及码率控制部分。其次，分析了算法中NAL（NetworkAbstraction Layer）层封装的处理流程和RTP（Real-time TransportProtocol）传输协议及其打包过程。再次，介绍了两种无线网络标准和针对网络性能的评价指标。最后，分析并阐述了两种无线网络发送模式的切换方法及理论依据。针对X86和ARM两种平台，本系统分别依赖于VFW（Video for Windows）和V4L2（video4linux2）视频软件开发包实现采集功能，利用socket实现客户端与服务器端的网路通信，并对改进的视频压缩算法及系统进行了性能测试。实验结果分析表明，改进的视频压缩算法能基本满足实时性的要求，但受到具体平台及3G带宽的限制，解码显示后的画面会出现卡顿现象。与此同时，系统通过两种无线网络切换的支持，降低了因为过度依赖单一网络导致的实时视频信息中断的风险。论文将优化后的H.264编码器与无线网络发送相结合，在WiFi/3G发送模式下能基本满足视频图像质量，实时性及移动特性的需求，具有一定的实用价值。

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第一章 绪论

1.1 研究H.264视频压缩及自适应无线网络发送的意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究内容

1.4 论文组织结构

第二章 系统需求分析及相关技术介绍

2.1 系统需求分析

2.2 相关技术介绍

2.3 本章小结

第三章 系统框架及关键技术

3.1 系统框架设计

3.2 帧内及帧间预测算法优化

3.3 码率控制中MAD预测方法优化

3.4 RTP封装及NAL层处理

3.5 网络切换方法选择

3.6 本章小结

第四章 系统详细设计

4.1 系统总体设计

4.2 系统模块设计

4.3 本章小结

第五章 系统测试

5.1 测试平台

5.2 视频采集效率测试

5.3 编码器性能测试

5.4 网络发送及接收性能测试

5.5 系统整体性能测试

5.6 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢