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让廉
5 years ago
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1 科技部, 国家科技型中小企业技术创新基金项目, 项目名称 : 低功耗移动无线视频监控系统项目编号 :06C ; 申请人 : 覃团发广西教育厅, 广西高校人才小高地建设创新团队资助计划项目 ; 项目名称 : 计算机应用与软件新技术 ; 项目编号 : 桂教人 [2007]71 号 ; 申请人 : 覃团发 H.264 压缩协议在 H.323 会议系统中的嵌入黄志, 覃团发, 陈海强, 刘运毅 ( 广西大学计算机与电子信息学院, 广西南宁 ) 摘要 : 本文介绍了视频会议系统的基本概念, 并对其视频编解码关键技术提出新要求 ; 分析了 H.264 编码标准的特点和技术优势, 在 VC6.0 开发平台上将 H.264 视频编解嵌入到基于 H.323 协议的 Openh323 开源视频会议系统中, 取得了较好的效果关键词 : 视频会议系统 ;H.264; 嵌入中文图书分类 :TN919.8 TP393 文献标识码 : A Embedding of H.264 Protocol in H.323 Multimedia Systems HUANG zhi, QIN Tuan-fa, CHEN Hai-qiang, LIU Yun-yi (School of Computer and Electornic Imformation, Guangxi University, Guangxi, Nanning , China) Abstract: The paper introduce basic concept of video conference system and give the new request to new video coding and decoding technology.and it analysis the characteristic and the advantage of this technology. This paper provides the solution which embeds the high efficiency compression algrithm H.264 video coding and decoding into the H.323 system by use of VC6.0 platform. And getting batter results. Keywords: video conference system; H.264; Embedding 1 引言 H. 323 会议系统传输的信息流包含音频视频数据和控制信息, 视频的信息量非常大, 如果没有高效率的压缩技术, 是很难传输和存储的, 而压缩编码处理后的视频质量是决定多媒体服务质量好坏的主要因素因此, 视频源的数据压缩和传输始终是多媒体通信的核心技术之一当前视频会议的开发者是以 Openh323 协议库为基础来开发视频和语音传输软件 Openh 323 是由澳大利亚 Equiva-lence Pty Ltd. 公司组织开发的, 能实现基本的 H. 323 协议框架, 免费提供给所有想从事 VOID 和网络视频传输的软件开发商使用 Openh323 Version4 采用的是 H. 261 视频压缩协议, 其功能很不完善,Openh323 仅仅验证了它的视频传输能力 ; 2003 年 Openh 323 发布的协议代码声称支持 H. 263, 但只是在原有的基础上提供了 H.263 传输能力的协商机制, 并没有涉及到 H. 263 压缩算法本身针对 Openh323 源码中采用的 H. 261 协议存在编码效率低重建图像质量差有严重的方块效应等问题, 本文提出将当前最新的 H. 264 软件编码器嵌人到 Openh323 协议库中, 协调视频编解码线程和其他线程之间的运行机制, 实现高质量的实时视频传输和通信 2 H.264 视频编解码简介国家科技型中小企业技术创新基金项目 (06C ) 和广西高校人才小高地建设创新团队资助计划项目 ( 桂教人 [2007]71 号 ) 资助 1

2 2.1 H.264 的设计特点 H.264/ AVC 这一最新的视频编码标准, 在预测编码和变换编码混合编码器的基本框架下, 对其关键技术做了重大改进, 如多模式的帧内和帧间预测编码技术多参考帧时间预测技术多方向的空间预测技术以及 4x4 的整数正交变换 UVLC 和 CABAC 熵编码去块效应的环内滤波器等技术, 在保证图像质量的同时仍能获得很高的压缩比此外, 注重对移动网和 IP 网络的适应如采用分层技术, 从形式上将编码和信道隔离开来在源编码器算法中更多地考虑到信道的特点, 采用柔性宏块排序技术和比特流速率切换技术来适应移动网和 IP 网络的需要, 具有更强的网络适用性此外, 它的基本层是公开的, 不收取专利费, 这就使它在多个领域具有广泛的应用前景网络适配层的引入, 使其码流结构对网络的适应性增强, 能够更好地适应 IP 和无线网络的应用可以预见,H.264 将会成为最具影响的视频编码标准之一 2.2 H.264 视频会议中的应用前景相对于 MPEG-4 H.263 和 MPEG-2, 在获得相同视频质量的前提下,H.264 的平均编码比特比 MPEG-4 ASP 要少 41 %, 比 H.263HLP 要少 52 %, 比 MPEG-2 要少 67 % 由于受带宽资源和传输能力的限制, 提高压缩效率成为视频会议和多媒体应用的主要目标 H.264 顺应这一趋势, 以高压缩率来提升视频服务, 成为目前视频会议系统的最佳候选标准目前, 大多数的视频会议系统均采用 H.261 或 H.263 视频编码标准 H.264 的出现, 使得在同等速率下, 能够比 H.263 减小 50 % 的码率也就是说, 用户即使是只利用 384kbit/ s 的带宽, 即可享受 H.263 下高达 768kbit/ s 的高质量视频服务 H.264 不但有助于节省庞大开支, 提高资源使用效率, 同时使得商业质量视频会议服务拥有更多的潜在用户 3 H.264 在 OpenH323 开源项目中的嵌入过程首先编译生成包含 H.264 的视频编解码的动态库, 并将其嵌入到 OpenH323 开源项目中名为 Openh323 函数库的工程中, 编写相应程序重新生成新的 Openh323.dll 动态库, 此动态库就封装了 H.264 视频编解码最后在 MCU 中添加 H.264 视频编解码的能力集, 并在视频终端中调用此视频编解码, 最终实现 H.264 视频编解码在 OpenH323 开源项目中的嵌入过程流程图如下图 1 所示 3.1 生成 H264 视频编解码动态库从网站下载名为 ffmpeg 的视频编解码的源码, 根据源码文档中提供的编译手册, 配置系统环境和相关系统变量 Windows 操作系统下的编译过程见图 2, 编译成功后, 生成名为 libavcodec.dll 的动态库, 其中包含了 H.264(X264) 的编解码器 3.2 在 Openh323 类库中嵌入 libavcodec.dll 动库态系统中的关键类及关键代码主要类大部分是派生 OpenH323 协议栈的类, 以下是此系统新创建的几个关键类, 用于在 OpenH323.dll 项目中嵌入含有 H.264 编解码的 libavcodec.dl: Class H323_H264Capability:public H323VideoCapability 此类包含了 H264 的能力集 ; class FfH264Link : public PDynaLink 此类包含 H264 视频编解码的动态 libavcodec.dll, 嵌入到 OpenH323 项目源码中以下语句用来打开动态连接库 : PDynaLink::Open("libavcodec.dll"); 2

3 class H323_ H264Codec : public H323VideoCodec 此类用来创建 H264 视频编解码器实例 ; 在 OpenH323 项目中, 初始化编解码器参数 : 图 1 H.264 嵌入 H.323 视频会议系统流程图图 2 ffmpeg 的源码编译过程 H323_ H264Codec::H323_ H264Codec(Direction dir, signed _sqcifmpi,signed _qcifmpi, signed _cifmpi, signed_cif4mpi,signed_cif16mpi,unsigned_maxbitrate,.):h323videocodec(ffmpeg4_mediaformat, dir) 通过以上的程序设置, 重新编译 Openh323 函数类库工程, 并生成新的 Openh323.dll, 这样此动态库就封装了 H.264 视频编解码 3.3 MCU 和视频终端的调用程序在 MCU 中添加 H264 的能力集, 添加如下语句 : 3

$MainUi::OpenVideoChannel(H323Connection& connection, BOOL isencoding, H323VideoCodec & codec) {. codec.codeid=videoopts.code_num; // 确定选用哪种视频编解码 ideoopts.attachvideocodec(&codec); return codec.$

4 endpoint.setcapability(0, 1, new H323_H264Capability(0, 0, 1, 0, 0, 0, 0)); 在视频编解码选项中选择对应的 code_num, 传输到视频会议终端的视频通道函数中, 通过类 class H323VideoCodec 中的变量 codeid, 确定选用哪种视频编解码程序如下 :( 本系统 H264 的 codeid 的值为 1) BOOL MainUi::OpenVideoChannel(H323Connection& connection, BOOL isencoding, H323VideoCodec & codec) {. codec.codeid=videoopts.code_num; // 确定选用哪种视频编解码 ideoopts.attachvideocodec(&codec); return codec.attachchannel(channel, FALSE);// 绑定视频通道 } 4 实验结果分析整个视频会议系统的测试平台是 P4/ 2.6GHz 的 Pc 机和 Win2000 Sever2003 系统, 视频分辨率为编码是整个系统的关键所在, 而其中视频的编码速度编码率与解码速度决定了整个系统的性能图 3 给出了编码测试时的分析结果图 3 H.264 视频编码测试结果分析图实验中, 在把 H.264 编解码算法嵌入到 H.323 系统中的同时, 也对其视频图像进行了评测结果显示 H.264 的重建图像质量无论是清晰度还是运动的连续性都较 H.263 算法好在 H.264 算法中, 分别对 QCIF( ) 图像格式和 CIF( ) 图像格式进行了测试, 测试结果如表 1 示图像格式编码速率 ( 帧 /s) 重建图像质量运动的连续性 QCIF 与视频设备的采样帧率同步好画面清晰很连续 CIF 30 帧以上较好画面较清晰较连续表 1 QCIF 图像格式和 CIF 图像格式测试比较 4

5 从表中也可以看出 H.264 压缩算法在 H.323 协议栈复杂的多线程环境下实现了较好的视频传输质量, 良好的重建图像质量和连续的运动画面完全可以满足用户在 IP 网上进行实时视频通信的需求 5 结束语 H.264 由于采用了一系列最新的压缩技术, 使其性能优于 MPEG-4 和 H.263, 在视频会议系统中占有举足轻重的地位本文分析了在 VC++ 平台上 H.264 视频编解码的嵌入过程, 取得了较好的实验结果, 相对于原 H.323 多媒体会议系统的性能, 视频图像具有很大的改善和提高当然,H.323 协议栈中视频编解码及传输技术还有很大的拓展空间, 例如从压缩算法本身入手, 在保证质量前提下, 进一步提高其编码速率, 使其更适合在 H.323 中的无线传输环境下应用参考文献 [1] 曹宁, 闫朝敏. H.263 压缩协议在 H.323 会议系统中的嵌入 [J]. 计算机工程, 2004, 30(14): [2] 万俊青, 王兴国. 基于 H.264 标准的桌面视频会议系统设计 [J]. 视频技术应用与工程, 2005 年,No.2(Sum No.272): [3] 求是科技.Visual C++ 音视频编解码技术及实现 [M], 人民邮电出版社,2006: [4] ) 毕敏娜, 王清阳, 胥布工. 基于 H.323 的视频会议系统及应用 [J], 微计算机信息,2006, 22(53): 作者简介 : 黄志 (1981-), 男, 汉, 广西南宁, 广西大学计算机与电子信息学院 05 级硕士研究生, 主要研究方向计算机通信与信息系统联系方式 :hz @163.com, 通讯地址 : 广西大学计算机与电子信息学院, 邮编 : Huang Zhi (1981-), Male, Guangxi,Nanning, Postgraduate student from School of Computer and Electornic Imformation of Guangxi University 覃团发 (1966-), 男, 广西宾阳人, 广西大学计算机与电子信息学院教授. 现任计算机与电子信息学院副院长, 中国电子学会高级会员, 中国通信学会高级会员. 主要研究无线多媒体通信, 网络编码, 视频编码和图像检索. QIN Tuan-fa (1966-), Male, professor, vice Dean of school of Computer & Electronic Information, Guangxi University. 5

标题

文学蓝皮书９网络文学趋向主流化酝酿新格局摘要２０１５年的网络文学在中央重视政府主导民间先行资本发力等诸多因素联手推动下呈现出借势发展和强势进取的良好势头网络小说创作在虚构类的玄幻与仙侠写实类的历史与都市都有好的和比较好的力作佳构联袂而来主流体制组建网络文学机构ＩＰ热愈演愈烈都从不同的侧面和层面推动网络文学进而做大做强使之成为当代文学中最具成长