基于时间轴模型的音视频同步的研究与实现

基于时间轴模型的音视频同步的研究与实现

论文摘要

随着计算机技术的不断发展以及流媒体的迅速普及,传统的多媒体技术已经很难适应Internet的发展,特别是在当前网络带宽不够的情况下,多媒体的传输和同步问题已成为研究的热点。同步作为多媒体通信中的一项关键技术,由于媒体数据采集、压缩编码、网络传输的相关技术己经相对成熟,本论文将重点阐述接收端同步控制。本文详细分析了目前存在的几种同步方法,深入研究了适应本系统的几种媒体间同步技术,并在此基础上提出了一种没有全网同步时钟的基于反馈控制的相对时间戳同步控制方案,该方案将组成多媒体对象的所有多媒体单元放在一个相关时标上,媒体单元在相关时标上的位置决定了它的相关时间戳,具有相同时间戳的媒体单元被同时显现,以此来达到媒体间的同步,因此该方案只需保证在发送端对音频帧和视频帧打上时间戳的相对同步性,无需采用复杂的手段获取时间戳所对应的精确的时间值,降低了获取时间同步信息的复杂度以及维持公共时间轴的难度,并且在接收端进行回放时,以音频为主流,视频为从流,除了通过比较音频帧和视频帧的时间戳信息,对视频采取丢帧、重复播放某一帧等处理达到与音频同步的目的之外,还实现了系统的自我反馈调节的功能,避免了无反馈调节系统因发送速率及播放速率过快或过慢造成系统负担过重甚至拥塞,以致数据丢失,无法保证回放的音视频质量的现象。本文还完成了基于该方案的软件系统功能的总体设计,以及具体模块的详细实现,给出了部分模块的实现流程图和相关的代码。软件实现总体上分为两大模块:发送端的同步处理模块和接收端的同步处理模块,其中发送端的同步处理模块主要包括音视频的采集、时间戳的处理以及发送码率的控制;接收端的同步处理模块从媒体内同步和媒体间同步两方面进行,主要包括去抖动模块、检测模块、反馈调整模块以及同步播放模块,其中媒体间同步是接收端同步处理的重点以及难点的部分,也是本论文的重点以及难点部分。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景和意义
  • 1.2 国内外发展现状
  • 1.3 本文的研究内容
  • 1.4 论文组织结构
  • 第二章 音视频同步基础
  • 2.1 同步的基本概念
  • 2.2 同步容限
  • 2.3 影响同步的因素
  • 2.4 同步性能的测量标准
  • 2.4.1 客观标准
  • 2.4.2 主观标准
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 音视频同步方案的总体设计
  • 3.1 同步控制方法
  • 3.2 媒体间同步技术
  • 3.3 音视频同步总体方案
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 发送端音视频同步处理
  • 4.1 音视频的采集
  • 4.1.1 音频数据的采集
  • 4.1.2 视频数据的采集
  • 4.2 音视频流时间戳的处理
  • 4.3 发送码率控制
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 接收端音视频同步处理
  • 5.1 媒体内同步控制
  • 5.1.1 去抖动模块
  • 5.1.1.1 缓冲区的设计
  • 5.1.1.2 音频去抖动处理
  • 5.1.1.3 视频时延抖动控制算法
  • 5.1.2 检测模块
  • 5.2 媒体间同步控制
  • 5.2.1 同步播放模块
  • 5.2.2 反馈调整模块
  • 5.3 结果分析
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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