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视频编码技术在网络教学中的应用研究

作　者: 颜丙德
导　师: 符意德
学　校: 南京理工大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 视频网络教学 H.264 码率控制 RTP/RTCP协议
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 15次
引　用: 0次
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内容摘要

随着Internet和视频编码技术的日新月异,视频技术在网络中的应用也得到了极大的推广,由此产生了诸如视频网络教学、视频监控等诸多网络视频业务。视频网络教学的出现及应用使人类的教学形式发生了翻天覆地的变革。由于视频网络教学数据量巨大,就目前的网络传输环境而言,必须有优良的系统构架和高效的视频编码作为支撑才能保证视频的观感质量,达到好的教学效果。视频编码标准H.264在视频编码效率和网络适应性方面比先前标准更加高效；同时为了适应不同的传输环境,H.264从设计理念上进行了革命性的创新,把视频编码和传输分开,形成两个层次：视频编码层VCL和网络提取层NAL；VCL层主要提供核心的高质量的视频编码,NAL层把VCL层编码后的码流封装成NAL单元序列。本文就是将H.264视频编码技术应用到视频网络教学系统中来,通过研究H.264的编码特性与编码框架,并结合实际应用需求设计和实现一个基于H.264的视频网络教学系统,系统采用C/S模式,教学端进行实时视频的采集和编码,将编码后的码流封装成RTP协议包通过网络传输到学生端；学生端接收到码流后解码显示,并通RTCP发送反馈信息,供教学端进行网络状况的自适应调整,以保证视频传输的可靠性。本系统除了应用先进的视频编码标准外,还对现有视频编码关键优化技术进行大胆的实验和改进,其中在编码NAL层的码流封装上,本文提出了H.264的RTP打包算法；在视频传输方案中采用改进的AIMD模型算法,以达到视频传输的自适应拥塞控制目的,实现对视频传输的QoS的保证。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题研究的背景和意义  7-9
    1.1.1 选题背景  7
    1.1.2 研究现状及存在的问题  7-9
  1.2 本文的研究内容  9-10
  1.3 本文的组织结构  10-11
2 H.264视频编码标准综述  11-23
  2.1 视频编码预备知识  11-12
  2.2 视频编码标准的发展概况  12-13
  2.3 H.264/AVC标准及关键技术  13-22
    2.3.1 H.264标准及整体结构  13-15
    2.3.2 H.264的视频编码层VCL  15-20
    2.3.3 H.264的网络提取层NAL  20-22
  2.4 本章小结  22-23
3 码率控制与实时视频传输关键技术分析  23-34
  3.1 码率控制技术及算法分析  23-28
    3.1.1 码率控制技术  23-24
    3.1.2 经典码率控制算法  24-27
    3.1.3 H.264码率控制算法分析  27-28
  3.2 实时视频传输技术  28-33
    3.2.1 实时传输协议概述  28-29
    3.2.2 实时传输协议RTP/RTCP分析  29-31
    3.2.3 视频传输QoS机制分析  31-33
  3.3 本章小结  33-34
4 实时视频网络教学系统设计  34-53
  4.1 系统的总体设计方案  34-36
  4.2 教学端功能模块的设计  36-38
  4.3 学生端功能模块的设计  38-40
  4.4 视频传输功能模块的设计  40-52
    4.4.1 本文的H.264码流的RTP打包设计  40-47
    4.4.2 本文的拥塞控制方案设计  47-52
  4.5 本章小结  52-53
5 实时视频网络教学系统实现  53-67
  5.1 H.264编解码器的功能分析及实现  53-55
  5.2 教学端功能模块的实现  55-56
  5.3 学生端功能模块的实现  56-57
  5.4 传输模块功能的实现  57-63
    5.4.1 H.264码流的RTP打包算法的实现  57-59
    5.4.2 RTP包的传输功能实现  59-63
  5.5 视频网络教学系统的实现结果  63-66
  5.6 本章小结  66-67
6 总结  67-68
  6.1 本文总结  67
  6.2 展望  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-71

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