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实时视频网络传输系统实现技术的论文

实时视频网络传输系统实现技术的论文 2011年12月09日 来源： 【论文摘要】实时视频网络传输技术的研究对开展视频应用具有重大意义。本文给出了一个实时视频网络传输系统的实现框图，并结合该原理框图，分析了实时视频网络传输系统的关键技术：视频采集、视频编码/解码和网络传输控制协议。其中特别强调了发送端的面向通信的视频编码、接收端的错误隐藏和差错恢复和提供视频应用服务质量保护（QoS）的网络传输控制协议，同时给出具体的实现方式。最后与嵌入式系统开发相结合，搭建了一个用户终端开发平台。

Implementation of a Real-time Video Stream Transmission System YANG Zhi-wei, FENG Zong-zhe, GUO Bao-long (School of Mechanic Electronic Engineering, Xidian University, Xian 710071,China) Ａｂｓｔｒａｃｔ：Research on the implementation methods of real-time video stream transmission systems is important for video application. In this paper,the block diagram of a real-time video network transmission system is provided.On this base,a detailed analysis of the key technology is made,which indudes video capturing, encoding and decoding system, network transmission control protocol (TCP).Especially, the emphasis is laid on video encoding technology for communication at the sending terminal, error concealment and error resilience at the receiving terminal, network transmission control protocol for providing QoS(Quality of Service). And then the embedded video transmission platform is designed by integrating the embedded operating system for providing a powerful, flexible and robust real-time video application. Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Video capturing；Video communication；Video encoding；Embedded operating system 一、引言 视频技术和网络通信技术的发展使得视频流媒体应用日益广泛。在提供流媒体服务的系统中需要考虑两个主要问题：如何获取数字视频信息？怎样对获取的视频信息进行有效、可靠传输？针对信息的获取，随着各种高性能视频采集芯片的出现，如SAA7111、SAA7114、TVP5145等，使得视频采集系统的性能越来越稳定、可靠且能够提供更为满意的视频采集质量；对于后者的关键性发展，则体现为各种视频编码标准的制订(如H.26X［1，2］系列、JPEGE［3］和MPEG［4］系列)和网络传输技术的发展(包括网络交换技术和网络传输控制协议的发展)。 流媒体应用潜在地需要确定的收发同步、较宽的传输带宽、低的质量抖动、确知的传输延时、对误码不是非常敏感但对错误重传延时非常敏感等，而目前基于TCP/IP的数据传输网络在本质上是尽力而为的网络，是为传统数据业务提供传输服务的网络，传输带宽的波动是不可避免的，传输延时也是随机的［5］。因此如何在TCP/IP网络上公平地提供流媒体服务与传统数据业务是网络传输控制协议需要考虑的核心问题。 本文在分析实时视频网络传输系统的系统构成和传输协议的基础上，给出了实时视频网络传输系统的组成框图。结合该框图，分析了发送模块的3个核心子模块：视频采集子模块，主要功能在于完成模拟视频到数字视频的转换；视频编码子模块，对获取的原始数字视频进行编码，生成符合一定标准的，适应网络传输的面向通信的视频流；视频网络传输控制子模块，提供编码视频的实时、稳健的网络应用。相应地用接收模块是发送模块的逆。最后与嵌入式系统开发相结合，搭建了一个完整的实时视频传输系统用户终端开发平台。 二、实时视频网络传输系统实现框图 一个完整的实时视频网络传输系统包括视频采集、视频编码、传输控制协议处理、通信网络、视频解码。其功能为：在具有随机时延特性和丢包特性的基于TCP/IP的通信网络上提供视频应用服务。原理框图如图1所示。

在图1所示的系统中，整个视频流的处理、传输流程如下：在视频发送端，对模拟视频进行采样，获得数字视频并进行视频编码，或者直接对输入的数字视频进行编码，生成适应于网络传输的面向网络通信的视频码流；根据反馈信息，估计网络的可用传输带宽，自适应地调整编码器的编码输出速率（包括信源码率的调整与信道码率的调整），使得视频码流能够满足当前网络传输可用带宽的限制；在接收端，对接收的视频流进行解码、重构视频信号、计算当前网络传输参数（如传输中的丢包率等）并发送反馈控制信息。 三、视频采集模块 视频采集模块主要由视频A/D、视频D/A、同步逻辑控制、视频处理、数据存储器构成。视频采集系统的基本构成框图如图2所示。

A/D部分是将各种标准的模拟视频信号转换成数

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