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自适应传输机制在RTP的H.264视频探讨

来源:用户上传      作者: 赵宇红 陈玮博 豆震泽

  摘 要 社会的进步,科技的发展,使得互联网的应用越来越广泛。在信息发达的网络时代,视频与网络技术的结合应运而生,然而,视频并不能像图文一样能够轻易简便的进行网络传输,其数据量大等特点给网络传输带来了一定困难。本文基于RTP与H.264视频的结合对自适应再传输机制的实用性进行了探讨。【关键词】RTP协议 H.264视频 自适应传输机制
  传统的视频传输具有传输延时、抖动、丢包等缺点,在人们生活水平越来越高对网络视频的要求也越来越高的情况下,随着视频编码和互联网的快速发展,H.264视频编码标准压缩性能良好、适应性强等特点再结合RTP协议作为质量保证,能够很好地解决传统视频传输中的缺点,保证视频的完整、清晰、准确。实践证明,这种结合对于自适应传输机制具有很好的适用性和广阔的发展前景。
  1 自适应传输机制的研究现状
  自适应传输机制是一种利用网络技术对网络动态进行测试评估,再通过调节适应机制以达到实时调整视频传输速率来满足宽带网速。其原理是利用视频接收端反馈到发送端的网络动态来调整视频传输以保证视频质量完好。
  2 H.264视频编码标准与RTP协议的适用性探讨
  2.1 H.264简介
  H.264是新一代视频编码标准,在H.261、H.263的基础上,通过对相关性能的改进和完善,使其具备更多特性和更优的性能。比如,H.264的编码效率更高,传输的视频画质更优,对视频传输过程中出现差错能够较快恢复等等。其性能主要在于几个方面的改进:①运动估计多样化,新一代H.264具有高精度估计、多宏块划分模式估计、多帧参考估计等特点,相比于传统的视频编码标准,其不仅为相同的宏块提供了不同的编码模式使其运动矢量的数量增加,而且提高了运动矢量位移的精度,此外,为了使编码更优,提供了多个参考帧从中择优应用。②DTC变换单位变小,传统的DTC变换单位多是8×8块,但H.264以4×4块作为DTC的变换单位,其块的减小,使得视频在传输过程中更加精确。③帧内预测更加准确,在H.264中,块内提供了十几种像素来供其进行帧内预测,同时用已编码像素作为参考值加权预测,从而达到预测值精准的目的。④VLC统一,H.264的编码方式有两种,一种为CABAC,即二进制算数编码,另一种为VLC、UVLC统一编码,前者较后者要复杂,但效果更佳。H.264的性能决定其能够保证视频传输的质量,具有良好的适用性。
  2.2 RTP协议简介
  RTP协议,是目前应用最广的服务协议,尤其在视频或数据量大的文件传输中独占鳌头,也是最为可靠的实时传输协议。RTP协议实际是由RTP和RTCP构成,其中,RTP用于数据,仅仅是为了使数据根据其提供的数据源标志、负载指示等进行实时传输,另外,在数据接收的过程中,可以利用RTP提供的资料对接收信息进行排序或同步等。而RTCP用于控制。在大数据流或者单独视频下,都可进行实时质量监控并及时传送相关信息,RTCP反馈的信息能够反映出视频在传输过程中是否延时或者丢包等情况,RTCP就相当于数据传输的眼睛,能够反馈实时的视频传输是否顺畅,并以此来判断网络的现状。相比于其他传输协议,RTP协议在H.264视频传输上更具优势,相比于UDP协议,RTP更加可靠,UDP只是针对简单的报文传输,无法保证视频传输的完整性和质量。而TCP虽然是可靠的可连接的传输协议,但是其启动慢,此外,其自身的拥塞控制和超时重传机制不适合视频传输。
  3 基于RTP的H.264视频自适应传输机制网络端设计
  基于RTP的H.264视频自适应传输机制系统的设计主要有三个方面:服务器、网络传输、客户端,下文主要从网络端系统设计进行探讨。
  3.1 拥塞控制算法
  H.264视频传输一般数据量较大,在传输的过程中,容易出现拥堵情况,从而导致丢包、延时等现象发生。拥塞控制算法主要采用AIMD算法,即
  3.4 结果分析
  经过实验证明,虽然改进后的算法仅仅相对于AIMD算法稍微改进,但是其对于视频传输具有重要作用,在不同的网络状况下,不仅降低丢包率,而且提高了视频传输质量。
  4 结束语
  视频传输是时下互联网的热点,而Internet由于自身的局限,对于复杂的网络状况无法保证视频传输的质量,因此,探索新的传输方式来保证视频传输质量是当下网络研究的重点,自适应传输机制在RTP的H.264视频虽然能够在一定程度上解决视频传输质量问题,但还存在许多不足,仍需不断地探索并加以改进。
  参考文献
  [1]李校林,刘利权,张杰.基于RTP的H.264视频流实时打包传输的研究[J].计算机科学与工程,2012,34(5):168-171.
  [2]李瑞锋.基于RTP的H.264视频自适应传输机制研究[D].长安大学,2011.
  [3]盛先刚.基于RTP的H.264视频传输系统研究[D].西安电子科技大学,2006.
  作者单位
  北方工业大学 北京市 100000
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