RTP在远程视频传输中的应用研究

论文摘要

随着铁路列车运行速度的不断提高,车站调度人员的作业质量将直接关系到列车的行车安全。当前,建立以车站调度人员作业情况为内容的远程视频监控系统是保证铁路运输安全的重要措施。然而,基于IP的网络中提供的尽力而为的服务并不适合视频数据的传输,视频信息的传输常常会因为网络拥塞而出现中断,网络状态的波动极大的影响着视频信息的播放效果,服务质量很难得到保证。本文从多媒体应用中提高视频数据传输质量的需求出发,研究基于RTP/RTCP协议的视频传输控制方法。通过对当前流媒体数据的传输协议进行比较分析,指出了TCP和UDP协议在实时多媒体数据传输中的不足。经过深入分析RTP协议适合实时视频数据传输的原因,并通过对标准RTP/RTCP协议的简化设计,实现了一种基于速率控制的多媒体数据传输自适应控制算法。在视频数据的RTP封装方面,提出了基于链路最大MTU的RTP分组封装算法。同时针对因传输中I帧丢失而造成接收方视频图像停滞的问题,给出了接收方基于I帧完整性判断的容错处理算法。自适应传输控制算法是本文研究的重点,基于发送方速率控制的自适应传输控制算法根据RTP分组丢失率评估网络的拥塞程度,平稳地调整发送方输出的视频码流,降低网络拥塞产生的概率,保证了视频图像的服务质量。最后,构建仿真实验环境对提出的自适应传输控制算法进行有效性验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的来源
• 1.2 论文的研究目的及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 论文研究的主要内容
• 1.5 论文的组织结构
• 第2章 视频压缩的相关技术
• 2.1 视频压缩概论
• 2.1.1 视频压缩的必要性
• 2.1.2 数字图像压缩原理
• 2.1.3 数字视频压缩
• 2.1.4 视频编码的实现
• 2.2 I帧编码
• 2.2.1 离散余弦变换
• 2.2.2 量化
• 2.2.3 编码
• 2.3 P帧编码
• 2.4 B帧编码
• 2.5 视频解码概述
• 2.6 本章小结
• 第3章 远程视频传输的网络协议分析
• 3.1 视频数据的流式传输
• 3.1.1 流媒体的产生
• 3.1.2 视频数据的网络传输
• 3.2 网络传输协议的比较
• 3.2.1 TCP协议的应用分析
• 3.2.2 UDP协议的应用分析
• 3.3 RTP/RTCP实时传输控制协议
• 3.3.1 RTP/RTCP协议简介
• 3.3.2 RTP数据报文的格式
• 3.3.3 RTCP数据报文的格式
• 3.4 流媒体网络传输协议的选择
• 3.5 本章小结
• 第4章 RTP/RTCP协议的简化设计
• 4.1 应用层协议设计概述
• 4.2 RTP/RTCP简化协议帧的格式
• 4.2.1 RTP分组首部设计
• 4.2.2 RTCP分组首部设计
• 4.3 RTP分组的封装
• 4.3.1 RTP分组封装的策略
• 4.3.2 RTP分组封装的算法
• 4.4 RTP分组的容错处理
• 4.4.1 容错处理的必要性
• 4.4.2 容错处理的策略
• 4.4.3 RTP分组的容错算法
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于RTCP的自适应传输控制的实现
• 5.1 拥塞控制的原理
• 5.1.1 拥塞的产生
• 5.1.2 拥塞产生的原因
• 5.1.3 拥塞控制的策略
• 5.2 流媒体的传输控制方法
• 5.3 自适应传输控制算法的提出
• 5.3.1 RTP分组丢失率的计算
• 5.3.2 RTP分组丢失率的更新算法
• 5.3.3 基于速率控制的自适应传输算法
• 5.4 本章小结
• 第6章 仿真实验及结果分析
• 6.1 仿真实验环境
• 6.2 仿真软件的设计
• 6.2.1 软件模块的划分
• 6.2.2 仿真软件类的设计
• 6.3 仿真实验
• 6.3.1 实验设备的配置
• 6.3.2 不同量化系数下视频码率的测定
• 6.3.3 拥塞状态下RTP分组丢包率的测定
• 6.4 实验结果的分析
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 个人简历