基于RTP的AVS2视频流传输与播放系统的设计与实现

摘要

AVS编解码标准，是由我国自主制订的第二代编解码标准，拥有自主知识产权。AVS标准的编码速度在和国外标准MPEG-2相比时，提升了2到3倍，与AVC标准的编码效率相当。同时，AVS标准所使用的技术非常简洁，它的硬件芯片复杂度又非常低，代表了第二代编解码标准的最高水平;再者，由于AVS是我们国家自主制订的一种编解码标准，运用一站式的许可政策，所以解决了使用AVC标准需要许可专利的问题，使AVS标准更容易被应用。新一代的AVS2标准是由我国AVS工作组耗时三年左右，开发并实现的最新一代视频的编解码标准，同分辨率下的编码效率比第一代AVS标准高了1倍以上，与国际标准HEVC(H.265)的编码效率差不多。如今，虽然使用AVS2编解码标准的应用系统还没有面世，但该编码标准具备可发展推广的潜力。因此设计并实现支持AVS2编解码标准的应用系统，对于促进AVS2的传播与应用并推进AVS2的产业化进程，拥有一定的实际价值。
　　在通过分析、学习流媒体系统涉及到的各个方面有关知识与AVS2视频文件码流结构的前提下，研究并实现了一种基于RTP协议的AVS2视频流传输与播放的系统。首先服务器端对AVS2原始视频码流文件进行分割，将分割完的一个处理单位进行RTP包的封装，通过Socket网络编程进行传输。客户端接收到RTP包后，开始处理，包括对RTP包的重排序、去掉RTP的头等，然后把得到的AVS2数据传递给解码端开始解码，最后对解码出来的图像进行实时播放。其中解码端的解码效率也进行了研究与优化，主要包括删除冗余代码、优化函数调用、修改解码器的输入输出等几个方面。最后，经过实验与测试，该系统能够实现实时的解码与播放的需求。
　　本文的第1章主要叙述了与本论文有关的研究背景，同时简要介绍目前视频编解码的国内外研究现状，最后叙述了本文的主要内容和结构安排。第2章主要介绍了本系统开发所需要的流媒体技术、AVS2解码器的关键技术与其特点，同时研究了AVS2标准的码流结构。第3章主要是对AVS2解码器的分析与优化，同时给出了优化前后的测试效率对比。第4章介绍了Socket网络通信技术和AVS2流媒体服务器的设计与具体实现。第5章介绍了AVS2客户端的设计与具体实现，最后对完整的系统运行效果进行测试。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 视频编码技术研究现状

1．2．1 国际视频编码标准的发展

1．2．2 国内视频编码标准的发展

1．3 流媒体技术发展现状

1．4 论文的主要内容和结构安排

第2章 流媒体传输与AVS2视频编解码技术

2．1 视频编解码的基本框架

2．2 AVS2视频解码器的关键技术

2．2．1 熵解码的基本原理

2．2．2 反变换与反量化

2．2．3 帧内预测

2．2．4 帧间预测

2．2．5 环路滤波

2．3 AVS2视频码流结构

2．4 AVS2标准特点

2．4．1 AVS2标准的编码效率

2．4．2 AVS2标准的技术特点

2．4．3 AVS2标准的特色

2．5 流媒体传输技术

2．5．1 TCP协议

2．5．2 UDP协议

2．5．3 RTP协议

2．5．4 RTCP协议

2．5．5 RTSP协议

2．6 AVS2流媒体传输系统总体框架

2．7 本章小结

第3章 AVS2解码器的分析与优化

3．1 AVS2解码端分析

3．2 AVS2解码器的耗时分析

3．3 AVS2解码器的C语言级优化

3．3．1 calloc函数方面的动态内存分配问题

3．3．2 AVS2解码器的输入输出优化

3．3．3 减少函数的调用及参数的删减

3．3．4 Memcpy和Memset函数的使用

3．3．5 I、PB帧分开解码

3．4 AVS2解码器性能测试

3．5 本章小结

第4章 AVS2流媒体服务器的设计与实现

4．1 Socket网络编程

4．2 服务器的整体设计

4．2．1 主要功能

4．2．2 服务方式

4．2．3 整体设计

4．3 服务器的搭建

4．3．1 TCP服务器

4．3．2 UDP服务器

4．4 AVS2视频文件的处理

4．5 RTP的封装与发送

4．6 本章小结

第5章 AVS2客户端的设计与实现

5．1 AVS2客户端的搭建

5．2 RTP的解析与解码

5．3 视频流的播放

5．4 实验结果

5．5 本章小结

结论

致谢

参考文献