基于H.264的网络视频传输系统的设计与实现

摘要

随着网络多媒体的发展,视频传输的应用越来越广泛。视频会议、视频监控、视频点播等都要用到视频传输。所以很有必要开发出一种实用的视频传输系统。
　　DirectShow是一种基于组件技术的流媒体架构,利用它可以很好地解决网络多媒体应用的问题与挑战,并可以提高系统的通用性和可扩展性。H.264是目前最新的视频压缩标准,能在提供较好图像质量的同时拥有较高的压缩率,适合作为传输图像的压缩标准。但是目前DirectShow平台还缺乏对H.264视频编解码技术的支持。RTP/RTCP是提供多媒体实时传输与传输控制的网络传输协议,能够提供实时可靠的传输服务。所以,本文在DirectShow平台上结合H.264和RTP/RTCP实现了一个视频传输系统。
　　论文的主要工作及创新点如下:
　　1.在率失真优化方面,根据基本编码规律,利用比特预测技术来预测率失真优化中需要的熵编码后的比特数,使得码率的获得不再需要对每种编码模式下的变换量化系数都进行熵编码,大大减少了率失真优化过程的时间,为了提高比特预测的准确度,还对实际编码后的比特数进行了统计,对比特预测公式进行了修正;
　　2.在差错控制方面,根据错误检测技术改进了嵌入数字水印的错误检测方案,能对传输过程中产生的比特错误进行准确的判断和定位;
　　3.根据错误隐藏技术改进了基于光流估计的整帧丢失恢复算法,对由RTP包丢失造成的整帧丢失能起到很好的恢复作用;
　　4.考虑到视频传输安全的需要,采用了一种简单的对DCT系数符号位加密的算法,具有一定的实用性,能满足安全需要;
　　5.根据RTCP报文信息,利用DirectShow的质量控制机制,对传输服务质量进行控制,使得视频传输更好的适应网络,并将各种功能算法封装到对应的Filter中去,形成独立的功能模块。
　　整个系统包括如下模块：
　　1.采集模块;
　　2.编码模块;
　　3.网络传输模块;
　　4.解码播放模块。
　　各个模块独立完成各自功能,通过Filter Graph连接成一个完整的视频传输系统,在实际网络中得到很好的应用,较好地解决了实时视频数据网络传输过程中的差错、服务质量等问题,具有较好的网络适应性和良好的视觉质量。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究状况

1.3 论文的研究意义及目的

1.4 论文的组织结构

第二章 H.264视频传输系统关键技术

2.1 DirectShow技术

2.2 Filter的原理

2.3 H.264标准

2.4 本章小结

第三章 视频传输系统的总体设计

3.1 系统设计目标及功能定义

3.2 系统架构方案设计

3.3 系统开发环境和开发工具

3.4 本章小结

第四章 实时视频编码系统中的率失真优化技术

4.1 率失真理论

4.2 H.264中的率失真优化

4.3 基于上下文的自适应变长编码（CAVLC）

4.4 H.264中RDO算法的不足

4.5 对H.264中RDO算法的改进

4.6 本章小结

第五章 差错控制及实现

5.1 错误检测技术

5.2 错误隐藏技术

5.3 图像编解码端的视频加解密

5.4 系统测试

5.5 本章小结

第六章 视频传输模块与服务质量控制的实现

6.1 RTP/RTCP协议简介

6.2 视频传输模块的实现

6.3 视频编码模块的实现

6.4 视频解码模块的实现

6.5 服务质量控制的实现

6.6 系统测试

6.7 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献