基于RPT的H.264視頻實時傳輸探討

豆震澤++趙宇紅

摘 要 隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迭代升級，以及多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對網(wǎng)絡(luò)視頻信息的獲取方式呈現(xiàn)多樣化、直觀化的趨勢。視頻實時傳輸技術(shù)的研究正逐漸被應(yīng)用在生活及科研領(lǐng)域中。但由于實時網(wǎng)絡(luò)視頻流需要傳輸龐大的數(shù)據(jù)量，因此不但對視頻壓縮技術(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編解碼標準結(jié)合，對其在視頻實時傳輸方面的適用性進行了探討。

【關(guān)鍵詞】RTPH.264 視頻傳輸

隨著時代的發(fā)展，人們對于視頻實時傳輸?shù)男枨罅亢唾|(zhì)量要求越來越高，傳統(tǒng)視頻傳輸方式的穩(wěn)定性、可靠性及處理能力，已無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)需求。RTP作為當今最為流行的數(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。通過利用RTP進行視頻的實時傳輸，再結(jié)合H.264視頻編解碼標準低碼率、圖像質(zhì)量高、容錯能力強、網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性好的特點，保證視頻實時傳輸?shù)臏蚀_性和清晰度。實踐證明，這種基于RTP的H.264視頻實時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

基于RTP的H.264視頻實時傳輸系統(tǒng)主要包括三個方面：服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)傳輸、客戶端，下文將對服務(wù)器、客戶端的設(shè)計進行探討。

1.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

視頻實時傳輸系統(tǒng)總體設(shè)計方案分為六個部分：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

服務(wù)器主要完成調(diào)用攝像頭并采集數(shù)據(jù)、對數(shù)據(jù)流進行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。

單線程無法滿足實時傳輸?shù)男枨螅试诜?wù)器采用多線程設(shè)計，共三個線程：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，以此滿足實時傳輸要求。

1.3 客戶端設(shè)計

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

客戶端也采取多線程來實現(xiàn)，分為三個線程：整體控制線程、拆包重組線程、解碼播放線程三個線程組成。多線程程序相較單線程而言，對顯示畫面的流暢程度有很大提高，同時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)議都含有用于辨識的頭信息，當它們按照格式裝載到最大傳輸單數(shù)單元上時，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。實際情況下，視頻傳輸通常達不到滿載，這時頭信息的開銷就凸顯出來。若在超載情況下，網(wǎng)絡(luò)層會被自動分割為若干小數(shù)據(jù)包進行分裝。這導(dǎo)致視頻傳輸效率和穩(wěn)定性收到影像。

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

（1）減少頭信息量，控制傳輸單元大小；

（2）視頻流超過最大載荷時，采取拆分傳輸?shù)牟呗裕?/p>

（3）視頻流較小時，采取合并傳輸策略，節(jié)約資源，提高傳輸效率。

3 實驗測試

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

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

不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下接收端收貨數(shù)據(jù)包個數(shù)測試結(jié)果見圖2。

測試實驗的結(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)好于無線網(wǎng)絡(luò)。校園局域網(wǎng)收到的數(shù)據(jù)包個數(shù)較少，傳輸效率低。SIM卡熱點丟包情況嚴重，暫不適用。

4 結(jié)語

實時視頻傳輸是現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的熱點之一，面對當今大數(shù)據(jù)量、高清晰度、高可靠性的視頻傳輸?shù)膶嶋H需求，由于因特網(wǎng)自身的技術(shù)局限性，設(shè)計與實現(xiàn)新的傳輸方式有很廣闊的前景?；赗PT的H.264視頻實時傳輸可以在一定程度上滿足當今社會對視頻實時傳輸技術(shù)的需求，但是其仍存在許多不足之處，需要從很多方面進行進一步的完善，來滿足大眾的實際需求。

參考文獻

[1]張前進.基于RTP的H264實時傳輸系統(tǒng)的研究[D].合肥工業(yè)大學，2011（17）.

作者單位

北方工業(yè)大學 北京市 100144