基于RPT的H.264視頻實(shí)時(shí)傳輸探討

豆震澤++趙宇紅

摘 要 隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迭代升級(jí)，以及多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻信息的獲取方式呈現(xiàn)多樣化、直觀化的趨勢(shì)。視頻實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)的研究正逐漸被應(yīng)用在生活及科研領(lǐng)域中。但由于實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)視頻流需要傳輸龐大的數(shù)據(jù)量，因此不但對(duì)視頻壓縮技術(shù)提出了更高的要求，而且服務(wù)協(xié)議的選擇也顯得極其重要。本文基于RTP與H.264編解碼標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合，對(duì)其在視頻實(shí)時(shí)傳輸方面的適用性進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】RTPH.264 視頻傳輸

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)于視頻實(shí)時(shí)傳輸?shù)男枨罅亢唾|(zhì)量要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)視頻傳輸方式的穩(wěn)定性、可靠性及處理能力，已無(wú)法滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)需求。RTP作為當(dāng)今最為流行的數(shù)據(jù)協(xié)議之一，具有良好的可靠性，尤其適用于視頻傳輸和大數(shù)據(jù)傳輸。通過(guò)利用RTP進(jìn)行視頻的實(shí)時(shí)傳輸，再結(jié)合H.264視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)低碼率、圖像質(zhì)量高、容錯(cuò)能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性好的特點(diǎn)，保證視頻實(shí)時(shí)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和清晰度。實(shí)踐證明，這種基于RTP的H.264視頻實(shí)時(shí)傳輸方式有很好的可操作性和可靠性，其具有廣闊的研究和發(fā)展的空間。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于RTP的H.264視頻實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)主要包括三個(gè)方面：服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)傳輸、客戶端，下文將對(duì)服務(wù)器、客戶端的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

1.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

視頻實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案分為六個(gè)部分：視頻采集，壓縮編碼，數(shù)據(jù)的打包、封裝、發(fā)送，數(shù)據(jù)的接收、拆包、重組，解碼，顯示。其中，視頻采集、H.264壓縮解碼、RTP打包封裝為發(fā)送端，RTP拆包重組、H.264解碼、終端顯示為接收端。如圖1所示。

1.2 服務(wù)器設(shè)計(jì)

服務(wù)器主要完成調(diào)用攝像頭并采集數(shù)據(jù)、對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行H.264編碼、H.264視頻的RTP封裝、發(fā)送RTP/RTCP數(shù)據(jù)包以及反饋控制。

單線程無(wú)法滿足實(shí)時(shí)傳輸?shù)男枨螅试诜?wù)器采用多線程設(shè)計(jì)，共三個(gè)線程：整體控制線程、視頻采集線程和數(shù)據(jù)流編碼打包發(fā)送線程，以此滿足實(shí)時(shí)傳輸要求。

1.3 客戶端設(shè)計(jì)

客戶端設(shè)計(jì)目的在于接收網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，根據(jù)包頭信息拆包重組，并對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解碼，最后在顯示屏上顯示。

客戶端也采取多線程來(lái)實(shí)現(xiàn)，分為三個(gè)線程：整體控制線程、拆包重組線程、解碼播放線程三個(gè)線程組成。多線程程序相較單線程而言，對(duì)顯示畫面的流暢程度有很大提高，同時(shí)也能減少因客戶端處理緩慢造成的丟包現(xiàn)象。

2 RTP的封裝策略

RTP協(xié)議、UDP協(xié)議、IP協(xié)議都含有用于辨識(shí)的頭信息，當(dāng)它們按照格式裝載到最大傳輸單數(shù)單元上時(shí)，往往頭信息轉(zhuǎn)悠字節(jié)數(shù)較大。在滿載情況下，這些頭信息占用率較低。實(shí)際情況下，視頻傳輸通常達(dá)不到滿載，這時(shí)頭信息的開銷就凸顯出來(lái)。若在超載情況下，網(wǎng)絡(luò)層會(huì)被自動(dòng)分割為若干小數(shù)據(jù)包進(jìn)行分裝。這導(dǎo)致視頻傳輸效率和穩(wěn)定性收到影像。

此時(shí)，H.264的封裝算法設(shè)計(jì)變得重要起來(lái)，RTP封裝應(yīng)遵照：

（1）減少頭信息量，控制傳輸單元大小；

（2）視頻流超過(guò)最大載荷時(shí)，采取拆分傳輸?shù)牟呗裕?/p>

（3）視頻流較小時(shí)，采取合并傳輸策略，節(jié)約資源，提高傳輸效率。

3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試

不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，測(cè)試系統(tǒng)一分鐘時(shí)間內(nèi)，接收端收獲數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)。測(cè)試參數(shù)如表1。

測(cè)試內(nèi)容：10M寬帶有線網(wǎng)絡(luò)、10M寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、校園局域網(wǎng)、SIM卡熱點(diǎn)。

不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下接收端收貨數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖2。

測(cè)試實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，10M寬帶網(wǎng)絡(luò)條件下收到數(shù)據(jù)包較多，視頻傳輸效率較高，且有線網(wǎng)絡(luò)好于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。校園局域網(wǎng)收到的數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)較少，傳輸效率低。SIM卡熱點(diǎn)丟包情況嚴(yán)重，暫不適用。

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)時(shí)視頻傳輸是現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，面對(duì)當(dāng)今大數(shù)據(jù)量、高清晰度、高可靠性的視頻傳輸?shù)膶?shí)際需求，由于因特網(wǎng)自身的技術(shù)局限性，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)新的傳輸方式有很廣闊的前景。基于RPT的H.264視頻實(shí)時(shí)傳輸可以在一定程度上滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)視頻實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)的需求，但是其仍存在許多不足之處，需要從很多方面進(jìn)行進(jìn)一步的完善，來(lái)滿足大眾的實(shí)際需求。

參考文獻(xiàn)

[1]張前進(jìn).基于RTP的H264實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)的研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2011（17）.

作者單位

北方工業(yè)大學(xué) 北京市 100144