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电脑知识
与技术
多媒体技术及其应用
本栏目责任编辑:唐一东
第
4
卷第
5
期
67899
年
7
月
:
基于 UDP 协议的视频图像传输研究与实现
刘步中
1
!高毅
2
(
1.
淮安信息职业技术学院 电子系,江苏 淮安
223003
;
2.
江南大学 信息工程学院,江苏 无锡
214122
)
摘要:根据视频图像传输的要求!扩展了
UDP
协议!定义了包头结构!在发送端对传输进行光滑化处理!在接收端预留一个适当的
缓冲区以存储期望包到达之前的数据!添加了流量控制"失序和包丢失处理机制
,
从而保证了视频图像传输的有序性和正确性#
关键词:多媒体通信$视频$
UDP
$传输$分组
中图分类号:
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文献标识码
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文章编号:
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LIU Bu-zhong
1
, GAO Yi
2
(1.Department of Electronics, Huaian college of Information Technology, Huaian 223003, China; 2.School of Information Engineering,
Jiangnan University, Wuxi 214122, China)
%F3<@7A<$ According to video image transmission requirements, extends the UDP protocol defines the header structure, at the sending end
of transmission smoothing treatment, at the receiving end of a buffer zone be reserved to store the data before the arrival of expected pack-
ets, adding the flow control , disorder, and packet loss handling mechanism, so as to ensure the orderly transfer of video images and correct.
G2H I=@83$ multimedia communication; video; UDP; transmission; grouping
在世界信息化数字化的浪潮中,多媒体技术和通信技术已经成为计算机产业关注的焦点。 视频图像传输作为多媒体传输的一
个主要方面被广泛地研究。 但是,一直以来由于视频数据量大和网络带宽有限的矛盾,视频传输技术的应用受到很大制约,因此必
须根据视频传输的特点采用合适的网络协议和传输算法
,才能达到较好的传输效果。
&
多媒体视频对通信网的要求
视频图像的传输与传统文件的传输有着明显的不同,传统文件的传输对于传输的延迟、抖动没有过多的要求,但是要求有严格
的差错控制和重传机制。 而视频图像的传输对实时性、同步性的要求远高于可靠性,当网络拥塞时,对于传统文件的传输而言,只是
延长了传输时间
,而对于视频图像传输而言,数据不能按时到达将导致难以忍受的视频服务质量。 另外视频图像传输能够忍受由于
没有重传或者纠错机制而导致的部分分组丢失。 视频图像传输有以下几个特点:
1)
要求传输延时小,对时延敏感;
2)
要求具有广播
和多播的功能;
3)
传输流量大,要求传输效率高;
4)
在一定程序上允许传输错误或数据丢失。
目前传输层采用的协议主要有传输控制协议
(TCP)
、用户数据报协议
(UDP)
和实时传输协议
(RTP)
。
TCP(Transport Control Protocol)
协议是面向连接的传输协议
,
通信前需先建立连接,传输时延较大,
TCP
的确认和重发机制、流量
控制机制虽能保证数据的可靠传输
,但处理过程复杂,效率不高,对于音频和视频流,频繁的确认和重传无法保证数据的实时传送,
并且
TCP
协议不支持广播和组播
,
所以不适合视频图像的传输。
UDP(User Datagram Protocol)
协议采用了无连接的传输策略,在正式通信前不必与对方先建立连接,直接向接收方发送数据,是一
种不可靠的通信协议。 正是由于
UDP
协议不关心网络数据传输的一系列状态,使得
UDP
协议在数据传输过程中节省了大量的网络状
态确认和数据确认的系统资源消耗
,大大提高了
UDP
协议的传输效率,而目
UDP
无需连接管理,可以支持海量并发连接。 但是,视频
图像传输的特点要求传输协议能够处理传输中的延迟和抖动现象,能够处理突发的视频传送,并且能够根据接收端的接收质量判断网
络状况,做出相应的反馈。
UDP
协议本身并不能很好地处理这些情况。 所以如果要用
UDP
传输视频,必须进行适当的改进。
RTP/RTCP (Real-time Transport Protocol/ReaL-time Transport Control Protocol)
协议 由
IETF(Internet Engineering Task Force)
的视
频
/
音频传输工作组制订,可基于多播或单播网络提供端到端的网络实时数据传输,为实时数据传输提供时序重构、帧遗失检测、数
据安全等多种服务,它依靠实时传输控制协议
(RTCP)
为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制,并提供流量控制和拥塞控制,但由
于
RTP
协议是针对
Internet
上的多媒体数据流的一种协议,所以在高可靠性的局域网中的使用时,就显得有点效率低下,过于冗余。
另外由于
RTP
系列协议相对复杂,所以在实际应用中也有一定难度。
文章针对
UDP
协议进行深入研究,在不影响实时性的前提下,对其不可靠性进行适当改进,使其能够在适用于传输视频的图像。
,
视频图像传输方案设计
使用
UDP
协议传输数据时,数据从发送端到接收端需要经过一系列的中间节点,节点与节点之间对数据的传输会产生延时,由
于网络是动态变化的,每个数据包选择的路由可能不尽相同,故到达客户端的时间延迟也就不同,甚至先发的数据包还有可能后
收稿日期%
2011-01-08
作者简介%刘步中&
1982-
’!男!硕士!研究方向为嵌入式系统!图像处理!数据挖掘$高毅&
1984-
’!男!江苏无锡人!硕士!研究方向为
计算机网络!嵌入式系统应用技术(
E-mail: eduf@cccc.net.cn
http://www.dnzs.net.cn
Tel:+86-551-5690963 5690964
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电脑知识
与技术
Vol.7, No.6, February 2011,pp.1419-1421
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1423
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