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1、南京邮电大学 硕士学位论文 基于H.264的网络视频传输关键技术研究 姓名：李虎松 申请学位级别：硕士 专业：信息与通信工程 指导教师：吴蒙 20100301 南京邮电大学硕士研究生学位论文 摘要 摘要 近年来，随着多媒体技术以及网络通信技术的飞速发展，高质量的视频业务已经成为 了数字通信网络中主要的拓展业务之一。同时，嵌入式微处理技术也在不断的发展，具备 了较强的视频处理能力，这使得嵌入式与多媒体通信互相融合成为发展的趋势。嵌入式视 频传输系统能够充分利用微电子、多媒体处理和网络通信的科技成果，实现体积小、性能 佳、使用便利的视频应用产品。 本文分析了实现网络视频传输方案需要解决的两个主要问
2、题：合适的视频编解码技术 和合适的网络传输技术。由于现有通信网络的带宽有限，因此需要更好的视频压缩编码技 术来处理视频数据，以在保证视频质量的前提下尽量减小数据量，目前新一代的视频压缩 编解码标准是H 2 6 4 A V C 。而网络传输方面，流媒体是目前相当热门的视频传输技术，是 网络技术和视音频技术的有机结合。 本文以$ 3 C 6 4 1 0 为核心硬件平台开发了一种基于H 2 6 4 的网络视频传输系统：首先搭 建了系统的硬软件开发平台，设计了相关的接口电路，实现了U B o o t 、内核和文件系统的 移植，并讨论了U S B 接口摄像头驱动的实现；然后在开发平台上实现了三个功能模块
3、：基 于V i d e 0 4 L i n u xA P I 的视频采集模块、基于H 2 6 4 的视频编码模块和基于J R T P L I B 库的流 媒体传输的模块：最后利用F F m p e g 组件搭建了一种实时网络视频传输方案，对实际嵌入 式视频通信系统的进一步设计开发具有一定的借鉴意义。 关键字：嵌入式L i n u x ；视频采集：H 2 6 4 编码；流媒体；F F m p e g 型! 皇奎兰堡主婴塞竺堂垡堡奎 A b 。，。 垒竺! ! 竺! A b s t r a c t I nr e c e n t y e a r s ， w i t ht h e d e v e l
4、o p m e n to fm u l t i m e d i aa n dn e t w o r kc o m m u n i c a t i o n S t e c h n o l o g y ，h i g h 。q u a l i t yv i d e ot r a n s m i s s i o nh a sb e c o m eo n eo ft h em a i ne x p a n d e ds e i c e si n d 1 9 1 t a lc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k s A tt h es a m et i m e ，t
5、h ec o n t i n u o u sd e v e l o p m e n to fe m b e d d e d e l e c t r o n i ct e c h n o l o g y a l r e a d yh a st h ev i d e op r o c e s s i n gc a p a b il i t y ，w h i c hm a k e st h ei n t e g r a t i o no f e m b e d d e da n dm u l t i m e d i ac o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o
6、 g yb e c o m ead e v e l o p i n gt r e n d T h e e m b e d d e dv i d e ot r a n s m i s s i o ns y s t e mm a k e sf u l lu s e o fm i c r o e l e c t r o n i c ，m u l t i m e d i aa n dn e t w o r k t e c h n o l 0 9 1 c 引a c h i e v e m e n t s ，a n dh a ss m a l ls i z e ，e x c e l l e n tp e
7、r f o r m a n c ea n dc o n v e n i e n tf e a t u r e s T h i st h e s i s a n a l y s e st w op r o b l e m sw h i c hn e e dt ob er e s o l v e d ：t h ef i r s to n ei s t of i n da s u i t a b l eV i d e oc o d i n gt e c h n o l o g y ，a n dt h es e c o n di st os e l e c ta a p p r o p r i a t
8、 en e t w o r kt r a n s m i s s i o n m e t h o d A st h eb a n d w i d t ho f e x i s t i n gc o m m u n i c a t i o n sn e t w o r ki sl i m i t e d ，w en e e d b e 讹rv i d e o c o d l n gt e c h n o l o g yt or e d u c et h ea m o u n to fd a t aw h i l ee n s u r i n gv i d e oq u a l i t y ，t
9、h en e w g e n e r a t i o n s t a n d a r do fv i d e oc o d i n gi sH 2 6 4 A V C A n dt h es t r e a m i n gm e d i a t e c h n o l o g yi sav e r yp o p u l a r ， w h i c hi st h ec o m b i n a t i o no fn e t w o r k t e c h n o l o g ya n dm e d i at e c h n 0 1 0 9 y I nt h i st h e s i s ，aH
10、 2 6 4 b a s e dn e t w o r kv i d e ot r a n s m i s s i o ns y s t e mo nt h e $ 3 C 6 410h a r d w a r e p l a t f o r mh a sb e e n s u c c e s s f u l l yd e v e l o p e d ：F i r s t l y ，t h e s y s t e m sh a r d w a r ea n ds o R w a r e d e V e l o p m e n tp l a t f o r mh a sb e e nb u i
11、l d e d ，w h i c hi n c lu d et h e d e s i g no fr e l a t e di n t e r f a c ec i r c u i t s a n dt h et r a n s p l a n t a t i o n so fU - B o o t ，k e r n e la n df i l e s y s t e m ，a n da n a l y s i st h ed r i v e ro fU S B i n t e r f a c ec a m e r a T h e n ，v i d e oa c q u i s i t i
12、o nm o d u l eb yu s i n gV i d e 0 4 L i n u X A P I ，v i d e oc o d i n g m o d u l eb a s e do nH 2 6 4a n ds t r e a m i n gm e d i am o d u l eb a s e do nJ R T P L I Bh a v eb e e nr e a l i z e d F1 n a l l Y ，ar e a l - t i m en e t w o r kv i d e ot r a n s m i s s i o ns y s t e mi sb u i
13、l d e db y u s i n gF F m p e gc o m p o n e n t s ， w h i c hp r o v i d e sr e f e r e n c e s i g n i f i c a n c ea n dp r a c t i c a lv a l u ef o rt h ea c t u a le m b e d e d v i d e o c o m m u n i c a t i o ns y s t e m sd e s i g na n dd e v e l o p m e n t K e y w o r d s ：E m b e d e d
14、 L i n u x ；V i d e o A c q u i s i t i o n ；H 2 6 4 E n c o d i n g ；S t r e a m i n g M e d i a ； F F m p e g I I 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章绪论 第一章绪论 当今社会，信息数字化飞速发展。多媒体技术、网络传输技术及嵌入式技术都己经渗 入到我们生产、生活的很多方面。随着多媒体数据编解码技术、网络通信技术以及微处理 器技术的不断升级，如何利用便携式设备实现可视电话、视频会议、视频监控等应用，成 为了学术界以及工业界的热点研究方向。 1 1 研究的背景与意义 视觉是人类获
15、取外界信息的主要来源。据科学统计，人类从外界获取的信息有7 5 来 自于视觉【l 】。随着通信技术和多媒体技术的发展，人们对信息传输的要求已经不再局限于 语音和简单数据，视频通信已逐步成为数字通信网络的主要业务之一。 想要使得视频数据能够顺利地在复杂的通信网络中传输，首先需要解决的是视频信号 的采集问题，然后主要需要解决两个方面的问题：一是找到合适的视频编解码技术；二是 选用合适的视频数据传输技术。 对于视频原始信号的采集，目前的技术已经相对比较成熟。通过C M O S C C D 传感器 获取原始图像信息，然后通过专门的处理芯片进行视频信号的数字化，可以完成视频采集 任务。视频传输中最重要的
16、两个方面应该是视频的编解码技术和传输技术：编解码技术将 采集到的视频信息进行适当压缩及处理，使之能够适合复杂的网络传输要求；通信网络环 境和传输的方式有多种多样，且各具要求，我们就需要针对不同的传输环境和要求，选择 合适的视频数据传输技术，以满足要求。 1 2 网络视频传输技术的发展概况 1 2 1 视频编解码技术 从信息论的角度来看，数据压缩的本质就是去除数据之间的冗余信息而不影响数据重 建或还原的内容。实际中大多数类型的数据都带有统计冗余并且能够非常有效地进行无损 压缩编码，在解码端得到的无损的解压数据。但是对于图像和视频来说，无损压缩并不能 够带来理想的压缩率。当前最好的无损压缩标准也只能提供3 0 4 倍的压缩率。相反，有 损压缩却能带来比较理想的压缩率。在有损压缩系统中，解压后的数据与原始输入数据近 似，即以一定程度的视觉质量损失来获取较高的压缩率【2 1 。 1 雨京邮电大学硕士研究生学位论文第一苹绪论 视频
