基于x264的实时流媒体传输系统设计与实现

发布时间：2017-06-24 07:05

  本文关键词：基于x264的实时流媒体传输系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着网络环境的不断完善以及多媒体通信技术的快速发展,传统的文字语音通信技术越来越难以满足人们的生活需求。基于互联网的视频通话和视频点播系统能够把文字、语音和视频等信息结合起来呈现给人们,为人们的通信和生活提供很大的便利,但是这两种系统中的音视频尤其是视频对网络带宽的要求较高,需要对传输的多媒体数据进行压缩。H.264是一种视频压缩标准,x264是目前在市场上应用最为广泛的支持H.264标准的编码器,具有高效的编码性能。但是对于高分辨率的视频,其编码性能仍难以满足实时性的需求,因此需要根据实际应用场景对其进行配置和优化;同时随着网络多媒体的大规模应用,设计实时的流媒体网络传输系统已成为通信领域未来发展的必然趋势。本文基于x264设计了一套实时流媒体传输系统,针对高分辨率的视频码流,将其高效编码性能与网络实时传输进行了系统设计,达到了实时编码及实时播放的目的。论文首先对H.264的两层编码体系、编解码基本框架进行了整体介绍,然后根据H.264编码标准中对编码性能和实时性能影响较大的关键技术如帧内预测、帧间预测和变换量化等进行阐述。为了对x264进行优化从而提升编码的实时性,论文首先结合H.264编码标准对x264的工程和编码流程进行分析,然后对量化参数、最大参考帧数量、运动估计算法和动态预测与分区方式设置不同的参数进行测试,通过帧率、PSNR和码率三个指标确定不同参数对系统性能的影响,从而在参数和多线程两个方面对系统进行优化。为了使系统拥有良好的交互性,以微软基础类库(MFC)为应用程序框架对编码器进行界面设计,提高了程序的可视化和可操作性。其次,论文对x264编码数据流的网络传输方法进行了研究。首先对在网络流媒体传输中常用的RTP、RTCP和RTSP协议进行了介绍,然后对实时传输系统的整体设计进行分析和说明。在实时传输设计中,编码后的数据被划分为NALU,根据数据包的大小使用不同形式的RTP包格式进行打包,随后将其发送至解码端,达到了对数据进行实时传输的目的。在解码端使用通用H.264视频解码软件VLC进行播放以验证码流的编码正确性。系统在win7操作系统下使用i3处理器的PC上进行测试表明,经过优化后的编码系统在720P的分辨率情况下达到了每秒39帧的编码速率,能够满足系统实时性的需求。本论文将视频编码和网络流媒体的开发实践结合起来,从实际应用出发,对于高分辨率的视频,在保证视频质量的前提下,增强了编码实时性,解决了实时编码中的问题,完成了系统设计目的。
【关键词】：H.264 x264 视频编码 界面设计 实时传输
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.81
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.2.1 视频编解码15-17
• 1.2.2 流媒体传输17-18
• 1.3 论文内容及结构安排18-20
• 第二章 H.264视频压缩技术20-32
• 2.1 H.264两层编码体系20-21
• 2.2 H.264编解码基本框架21-22
• 2.2.1 编码器框图21-22
• 2.2.2 解码器框图22
• 2.3 H.264的关键技术22-32
• 2.3.1 帧内预测23-25
• 2.3.2 帧间预测25-28
• 2.3.3 变换和量化28-29
• 2.3.4 去块滤波29-31
• 2.3.5 熵编码31-32
• 第三章 x264系统优化与界面设计32-50
• 3.1 x264工程分析32-33
• 3.2 编码流程33-38
• 3.3 系统优化38-46
• 3.3.1 参数优化38-45
• 3.3.2 并行优化45-46
• 3.4 界面设计46-48
• 3.5 本章小结48-50
• 第四章 基于x264的实时流媒体传输系统设计与实现50-62
• 4.1 实时传输协议50-53
• 4.1.1 RTP协议50-52
• 4.1.2 RTCP协议52-53
• 4.1.3 SDP协议53
• 4.2 系统整体设计53-56
• 4.2.1 系统结构框架53-54
• 4.2.2 实时传输设计54-56
• 4.3 系统测试结果与分析56-60
• 4.4 本章小结60-62
• 第五章 总结与展望62-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-70
• 作者简介70-71

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