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ip可视电话系统,ip可视电话系统6.9万字 83页本文为硕士论文，内容完整，推荐下载！摘要可视电话使人们在通话时能够看到对方影像，是一种发展前景看好的多媒体通信设备，它不仅适用于家庭生活，而且还可以广泛应用于各项商务活动、远程教学、安防监控、医院护理、医疗诊断、科学考察等不同行业的多种领域。随着科学技术的进步和人民生活水平的提高，打破...
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内容介绍
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IP可视电话系统
6.9万字 83页
本文为硕士论文，内容完整，推荐下载！
摘 要
可视电话使人们在通话时能够看到对方影像，是一种发展前景看好的多媒体通信设备，它不仅适用于家庭生活，而且还可以广泛应用于各项商务活动、远程教学、安防监控、医院护理、医疗诊断、科学考察等不同行业的多种领域。随着科学技术的进步和人民生活水平的提高，打破了原先的技术条件和经济状况的限制，大规模发展可视电话成为可能。尤其是面对突如其来的“非典”疫情，各大通讯公司以最快的速度为省城各大医院开通了可视电话，协助全社会战胜“非典”病魔起着很大的作用。
为此，我们进行了基于H.323和Trimedia TM1300处理器芯片的IP可视电话系统的设计和实现。H.323是ITU－T推出的用于IP分组网络的多媒体通信终端协议，Trimedia TM1300处理器芯片是Philips公司推出的一种基于多媒体应用的具有VLIW指令，含有128个通用寄存器，32位的高性能处理器，它能够通过编程实现通信协议，完成高质量的音频、视频处理和网络接口。我们设计的IP可视电话系统主要集中在音视频编解码的实时实现、H.323协议栈的实现、一些必要的网络通信协议如PPPoE、SMTP、POP3、IMAP、DHCP等实现，在保证压缩音视频的QoS质量的同时，尽可能地发展各种增值业务服务如邮件系统、浏览网页和组成家庭智能系统等。
本文主要针对作者在实现IP可视电话系统中所从事的研究工作而展开的，将重点放在IP可视电话系统中TCP/IP协议栈在pSOS+上的移植、网络通信协议如PPPoE、PPP、SMTP、IMAP、POP3、DNS、DHCP等协议的实现、H.263视频编码及其码率控制算法研究、视频编码中基于程序结构和TM1300 DSP专用指令的优化方法，同时初步介绍H.323、SIP、H.264及嵌入式系统中的实时操作系统(RTOS) pSOS+。在第一章中先简介IP可视电话系统的发展历程、前景和软硬件框架结构，然后简要说明作者的研究工作。在第二章中阐述了ITU-T的H.323、IETF的SIP多媒体框架协议以及它们之间的比较。在第三章中阐述了基于IP的网络通信协议的实现，主要是OpenBSD中的TCP/IP协议栈在pSOS+上的移植和PPPoE、PPP、SMTP、IMAP、POP3、DNS、DHCP协议、嵌入式Web服务器的实现，然后介绍如何利用RTP/RTCP来检测网络有效带宽，其中的网络有效带宽就是在第六章提出的码率控制算法中确定目标帧率的依据之一。在第四章中主要阐述了H.261、H.263、H.263+标准的内容及其比较、H.264标准及其与H.263编码性能的比较。在第五章中阐述了H.263视频编码中基于程序结构和TM1300 DSP专用指令的优化方法。在第六章中详细阐述了视频编码中的关键技术之一的码率控制算法，其中提出了一种简单、有效、适合网络带宽抖动的自适应可变帧率的码率控制算法。
【关键词】可视电话 H.323 TM1300 PPPoE RTP/RTCP H.263 码率控制
Abstract
IP video phone provides face to face communication service and is a hopeful product. It is not only fit for the family life, but also widely applied in various business affairs, long-distance teaching, secret monitor, hospital nurse, medical treatment , science research and other fields. Now with the developing of modern science and technology and the improvement of living level, the technology and the finance status limits are overcomed and the time of developing video phone is coming. It was well known that various communication companys presented lots of hospitals video phones in time when sars arised suddenly, which played an important role in contributing to the overcoming of the disaster.
So we design a video phone system based on H.323 and Trimedia TM1300 DSP.
H.323 is the standard about multimedia communication released by ITU-T. TM1300 including a very powerful, general-purpose VLIW processor core (the DSPCPU) that coordinates all on-chip activities is a media processor for high-performance multimedia applications that deal with high-quality video and audio. The DSPCPU implements a 32-bit linear address space and 128, fully general-purpose 32-bit registers. The video phone system designed by us is mainly the real-time implement of A-V codec、the implement of H.323 protocol stack and the implement of the network communication protocol for example PPPoE、SMTP and POP3 etc. So we not only ensure that the QoS of the A-V codec’s datum, but also develop the increment services for example E-mail system and browser etc.
The paper will emphasis on the graft and realization of the internet protocols、H.263 video codec、rate control algorithms for video encoder and optimization methods of the codec based on TM1300. H.323、SIP、H.264 and pSOS+ are also simply introduced. In the first chapter, the developping history and foreground of IP video phone and the system framework of the video phone including hardware and software framework are introduced. Then the research work is also introduced in this chapter. In the next chapter, H.323、SIP、the difference of H.323 and SIP are introduced. In the third chapter, the graft of TCP/IP in OpenBSD on pSOS+ and the realization of the internet protocols including PPPoE、PPP、SMTP、POP3、IMAP、DNS、DHCP, embedded WEB server and how to estimate network state used by RTP/RTCP are introduced. In the fourth chapter, firstly H.261、H.263、H.263+ standards and their differences are introduced. Secondly the improved H.264 standard and the performance comparison of the H.263 and H.264 are introduced. In the fifth chapter, some optimization methods about program structure and optimization methods based on TM1300 are introduced. In the sixth chapter, the research of rate control methods which is the most difficult in my study is introduced.
[keywords] videophone H.323 TM1300 PPPoE RTP/RTCP H.263 rate control
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 I
第1章 概 述 1
§1.1 可视电话系统的发展历程与前景 1
§1.2 可视电话系统的框架结构 1
§1.3 研究工作的简要说明 5
第2章 H.323或SIP多媒体框架协议在可视电话系统中应用 6
§2.1 H.323多媒体框架协议 6
§2.2 SIP多媒体框架协议 8
§2.3 H.323和SIP多媒体框架协议的比较 10
第3章 IP可视电话中网络通信协议的实现 11
§3.1 OPENBSD中的网络协议栈在PSOS上的移植 11
§3.2 PPPOE协议实现 15
§3.2.1 PPPoE协议内容 16
§3.2.2 PPPoE协议的数据格式 16
§3.2.3 PPP协议中FSM的实现 17
§3.2.4 PPP协议中LCP的实现 18
§3.2.5 PPP协议中UPAP和CHAP的实现 19
§3.2.6 基于pSOS+的PPPoE协议具体实现过程 21
§3.3 SMTP、POP3、IMAP、DNS、DHCP协议实现 23
§3.3.1 SMTP协议的实现 23
§3.3.2 POP3协议的实现 27
§3.3.3 IMAP协议的实现 28
§3.3.4 DHCP协议的实现 30
§3.3.5 DNS协议的实现 31
§3.4 嵌入式WEB服务器的实现 32
§3.4.1 嵌入式Web服务器 32
§3.5 利用RTP/RTCP检测网络状态 34
第4章 从H.261到H.264看视频编码标准的进展 37
§4.1 H.261、H.263、H.263+的标准比较 37
§4.2 H.264标准 39
§4.3 H.264和H.263的编码性能的比较 43
第5章 基于TM1300的H.263编码器程序的优化 45
§5.1 编码器优化技术的基本思想 45
§5.2 基于程序结构的优化 46
§5.3 基于专用指令的优化 50
第6章 视频编码中码率控制的研究 54
§6.1 码率控制技术的背景 54
§6.2 几种重要的码率控制算法 56
§6.2.1 TMN8的介绍 56
§6.2.2 TMN11中自适应可变帧率 60
§6.2.3 基于率失真优化的码率控制技术 63
§6.3 适合网络带宽抖动可变帧率的码率控制 65
§6.3.1 适合带宽抖动的自适应可变帧率的帧级层次码率控制 65
§6.3.2 基于SAD的宏块级层次码率控制 71
§6.3.3 实验结果 72
结 束 语 74
参 考 文 献 75
本文作者硕士期间发表的文章 78
致 谢 79
参 考 文 献
[1] 浙江大学硕士学位论文 《基于IP的可视电话中H.263+编码器的实现及其优化》 杨俊智 2003年2月
[2] 浙江大学硕士学位论文 《基于IP的可视电话设计及实现》 吴旭东 2003年2月
6.9万字 83页
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摘 要
可视电话使人们在通话时能够看到对方影像，是一种发展前景看好的多媒体通信设备，它不仅适用于家庭生活，而且还可以广泛应用于各项商务活动、远程教学、安防监控、医院护理、医疗诊断、科学考察等不同行业的多种领域。随着科学技术的进步和人民生活水平的提高，打破了原先的技术条件和经济状况的限制，大规模发展可视电话成为可能。尤其是面对突如其来的“非典”疫情，各大通讯公司以最快的速度为省城各大医院开通了可视电话，协助全社会战胜“非典”病魔起着很大的作用。
为此，我们进行了基于H.323和Trimedia TM1300处理器芯片的IP可视电话系统的设计和实现。H.323是ITU－T推出的用于IP分组网络的多媒体通信终端协议，Trimedia TM1300处理器芯片是Philips公司推出的一种基于多媒体应用的具有VLIW指令，含有128个通用寄存器，32位的高性能处理器，它能够通过编程实现通信协议，完成高质量的音频、视频处理和网络接口。我们设计的IP可视电话系统主要集中在音视频编解码的实时实现、H.323协议栈的实现、一些必要的网络通信协议如PPPoE、SMTP、POP3、IMAP、DHCP等实现，在保证压缩音视频的QoS质量的同时，尽可能地发展各种增值业务服务如邮件系统、浏览网页和组成家庭智能系统等。
本文主要针对作者在实现IP可视电话系统中所从事的研究工作而展开的，将重点放在IP可视电话系统中TCP/IP协议栈在pSOS+上的移植、网络通信协议如PPPoE、PPP、SMTP、IMAP、POP3、DNS、DHCP等协议的实现、H.263视频编码及其码率控制算法研究、视频编码中基于程序结构和TM1300 DSP专用指令的优化方法，同时初步介绍H.323、SIP、H.264及嵌入式系统中的实时操作系统(RTOS) pSOS+。在第一章中先简介IP可视电话系统的发展历程、前景和软硬件框架结构，然后简要说明作者的研究工作。在第二章中阐述了ITU-T的H.323、IETF的SIP多媒体框架协议以及它们之间的比较。在第三章中阐述了基于IP的网络通信协议的实现，主要是OpenBSD中的TCP/IP协议栈在pSOS+上的移植和PPPoE、PPP、SMTP、IMAP、POP3、DNS、DHCP协议、嵌入式Web服务器的实现，然后介绍如何利用RTP/RTCP来检测网络有效带宽，其中的网络有效带宽就是在第六章提出的码率控制算法中确定目标帧率的依据之一。在第四章中主要阐述了H.261、H.263、H.263+标准的内容及其比较、H.264标准及其与H.263编码性能的比较。在第五章中阐述了H.263视频编码中基于程序结构和TM1300 DSP专用指令的优化方法。在第六章中详细阐述了视频编码中的关键技术之一的码率控制算法，其中提出了一种简单、有效、适合网络带宽抖动的自适应可变帧率的码率控制算法。
【关键词】可视电话 H.323 TM1300 PPPoE RTP/RTCP H.263 码率控制
Abstract
IP video phone provides face to face communication service and is a hopeful product. It is not only fit for the family life, but also widely applied in various business affairs, long-distance teaching, secret monitor, hospital nurse, medical treatment , science research and other fields. Now with the developing of modern science and technology and the improvement of living level, the technology and the finance status limits are overcomed and the time of developing video phone is coming. It was well known that various communication companys presented lots of hospitals video phones in time when sars arised suddenly, which played an important role in contributing to the overcoming of the disaster.
So we design a video phone system based on H.323 and Trimedia TM1300 DSP.
H.323 is the standard about multimedia communication released by ITU-T. TM1300 including a very powerful, general-purpose VLIW processor core (the DSPCPU) that coordinates all on-chip activities is a media processor for high-performance multimedia applications that deal with high-quality video and audio. The DSPCPU implements a 32-bit linear address space and 128, fully general-purpose 32-bit registers. The video phone system designed by us is mainly the real-time implement of A-V codec、the implement of H.323 protocol stack and the implement of the network communication protocol for example PPPoE、SMTP and POP3 etc. So we not only ensure that the QoS of the A-V codec’s datum, but also develop the increment services for example E-mail system and browser etc.
The paper will emphasis on the graft and realization of the internet protocols、H.263 video codec、rate control algorithms for video encoder and optimization methods of the codec based on TM1300. H.323、SIP、H.264 and pSOS+ are also simply introduced. In the first chapter, the developping history and foreground of IP video phone and the system framework of the video phone including hardware and software framework are introduced. Then the research work is also introduced in this chapter. In the next chapter, H.323、SIP、the difference of H.323 and SIP are introduced. In the third chapter, the graft of TCP/IP in OpenBSD on pSOS+ and the realization of the internet protocols including PPPoE、PPP、SMTP、POP3、IMAP、DNS、DHCP, embedded WEB server and how to estimate network state used by RTP/RTCP are introduced. In the fourth chapter, firstly H.261、H.263、H.263+ standards and their differences are introduced. Secondly the improved H.264 standard and the performance comparison of the H.263 and H.264 are introduced. In the fifth chapter, some optimization methods about program structure and optimization methods based on TM1300 are introduced. In the sixth chapter, the research of rate control methods which is the most difficult in my study is introduced.
[keywords] videophone H.323 TM1300 PPPoE RTP/RTCP H.263 rate control
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 I
第1章 概 述 1
§1.1 可视电话系统的发展历程与前景 1
§1.2 可视电话系统的框架结构 1
§1.3 研究工作的简要说明 5
第2章 H.323或SIP多媒体框架协议在可视电话系统中应用 6
§2.1 H.323多媒体框架协议 6
§2.2 SIP多媒体框架协议 8
§2.3 H.323和SIP多媒体框架协议的比较 10
第3章 IP可视电话中网络通信协议的实现 11
§3.1 OPENBSD中的网络协议栈在PSOS上的移植 11
§3.2 PPPOE协议实现 15
§3.2.1 PPPoE协议内容 16
§3.2.2 PPPoE协议的数据格式 16
§3.2.3 PPP协议中FSM的实现 17
§3.2.4 PPP协议中LCP的实现 18
§3.2.5 PPP协议中UPAP和CHAP的实现 19
§3.2.6 基于pSOS+的PPPoE协议具体实现过程 21
§3.3 SMTP、POP3、IMAP、DNS、DHCP协议实现 23
§3.3.1 SMTP协议的实现 23
§3.3.2 POP3协议的实现 27
§3.3.3 IMAP协议的实现 28
§3.3.4 DHCP协议的实现 30
§3.3.5 DNS协议的实现 31
§3.4 嵌入式WEB服务器的实现 32
§3.4.1 嵌入式Web服务器 32
§3.5 利用RTP/RTCP检测网络状态 34
第4章 从H.261到H.264看视频编码标准的进展 37
§4.1 H.261、H.263、H.263+的标准比较 37
§4.2 H.264标准 39
§4.3 H.264和H.263的编码性能的比较 43
第5章 基于TM1300的H.263编码器程序的优化 45
§5.1 编码器优化技术的基本思想 45
§5.2 基于程序结构的优化 46
§5.3 基于专用指令的优化 50
第6章 视频编码中码率控制的研究 54
§6.1 码率控制技术的背景 54
§6.2 几种重要的码率控制算法 56
§6.2.1 TMN8的介绍 56
§6.2.2 TMN11中自适应可变帧率 60
§6.2.3 基于率失真优化的码率控制技术 63
§6.3 适合网络带宽抖动可变帧率的码率控制 65
§6.3.1 适合带宽抖动的自适应可变帧率的帧级层次码率控制 65
§6.3.2 基于SAD的宏块级层次码率控制 71
§6.3.3 实验结果 72
结 束 语 74
参 考 文 献 75
本文作者硕士期间发表的文章 78
致 谢 79
参 考 文 献
[1] 浙江大学硕士学位论文 《基于IP的可视电话中H.263+编码器的实现及其优化》 杨俊智 2003年2月
[2] 浙江大学硕士学位论文 《基于IP的可视电话设计及实现》 吴旭东 2003年2月
