李娜多媒體網(wǎng)絡通信技術

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1、多媒體網(wǎng)絡通信技術大作業(yè)1、題目：基于局域網(wǎng)的可視對講系統(tǒng)設計2、系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與工具：（1）、硬件環(huán)境：實驗室局域網(wǎng)（2）、軟件環(huán)境：WindowsXP操作系統(tǒng)（3）、開發(fā)工具：自己熟悉的面向對象的網(wǎng)絡通信編程工具與平臺，相關音頻、視頻編碼與傳輸協(xié)議類庫3、要求與評分標準：（1）要求：在以上硬軟件環(huán)境下，利用合適的開發(fā)工具，設計一套可視對講軟件，實現(xiàn)局域網(wǎng)內兩臺計算機之間的可視對講功能，要求音視頻信號連續(xù)性、實時性較好，滿足正常交流需要。（2）評分標準系統(tǒng)原理分析（20分）1.系統(tǒng)原理概述（10分）2.關鍵技術分析（10分）系統(tǒng)總體

2、方案設計（30分）1.按模塊化設計要求畫系統(tǒng)結構圖（15分）2數(shù)據(jù)流分析（15分）系統(tǒng)具體設計（30分）呼叫處理模塊流程圖與關鍵代碼（6分）音視頻采集與播放模塊流程圖與關鍵代碼（6分）音視頻處理（編解碼）模塊流程圖與關鍵代碼（6分）音視頻封包與解析模塊流程圖與關鍵代碼（6分）音視頻發(fā)送與接收模塊流程圖與關鍵代碼（6分）系統(tǒng)測試與評價（20）實現(xiàn)語音通信（6分）實現(xiàn)視頻通信（6分）實現(xiàn)音視頻同步（8分）1系統(tǒng)原理分析1.1系統(tǒng)原理概述視頻聊天系統(tǒng)應該具備提供便捷、靈活、全面的音頻、視頻信息的傳遞和服務的功能，并且實時傳輸給聊天軟件在線

3、的人。本次方案采用MicrosoftVisualC++6.0編程開發(fā)視頻聊天系統(tǒng)的一套比較常用的解決方案。語音視頻聊天采用UDP模式，在客戶端之間點對點的進行，因為UDP傳輸速度快，TCP是面向連接的，建立連接時雙方需經(jīng)過三次握手，數(shù)據(jù)傳輸可靠，F(xiàn)TP、TELNET等就是基于TCP的，UDP是面向非連接的，發(fā)出信息不需對方確認，但這樣速度比TCP快，但有可能丟失數(shù)據(jù)，象SMTP、TFTP等就是基于UDP的。在該方案中，通過函數(shù)庫VFW（VideoforWindows）來實現(xiàn)視頻捕獲、影像壓縮以及影像播放。微軟公司提供的專門用于視頻捕

4、獲開發(fā)的工具包VFW，為在Windows操作系統(tǒng)中實現(xiàn)視頻捕獲提供了標準的接口，從而大大降低了程序的開發(fā)難度。在視頻傳輸方面，則通過組建視頻幀，將位圖形式的視頻幀壓縮成幀格式的MPEG4流，傳輸?shù)娇蛻舳撕?，解壓并顯示影像。同時采用線程來實現(xiàn)語音錄制和語音回放，最終實現(xiàn)了通過服務器中轉的文字聊天、點對點的語音視頻聊天。1.2關鍵技術分析可視對講的關鍵技術之一是音視頻同步問題。解決同步問題的方法有很多種，其中時間戳是最成熟最完美也是最復雜的解決辦法，可以解決任何多媒體領域的音視頻同步問題。其原理是選擇一個參考時間，在生成數(shù)據(jù)流時依據(jù)參考

5、時間上的時間給每個數(shù)據(jù)塊都打上時間戳；在播放時，讀取數(shù)據(jù)塊上的時間戳，同時參考當前時鐘上的時間來安排播放，讓快于這個參考時間的包等待，丟棄慢于這個參考時間的包。在基于時間戳的同步機制中，僅僅對不同步的數(shù)據(jù)進行處理是不完備的，還需要反饋機制，如基于Windows平臺的DirectShow就提供這樣一個反饋機制，它的質量控制(QualityControl)可以將播放的狀態(tài)反饋給源，讓源端加快或者放慢數(shù)據(jù)流的速度。多媒體文件的采集，播放及對同步的要求都非常嚴格，如果從多媒體文件中分離出音視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)不同步，音視頻的時間差則會越來越大，這

6、是無法忍受的，所以在多媒體文件中，不但要求有同步機制，還要求有反饋機制。可視對講的關鍵技術之二是數(shù)據(jù)壓縮技術。多媒體信息數(shù)字化后的數(shù)據(jù)量非常大，尤其是視頻信號，數(shù)據(jù)量更大，需要占用更大的信道帶寬，成本十分昂貴。為了節(jié)省存儲空間充分利用有限的信道容量傳輸更多視頻信息，必須對視頻信息進行壓縮。目前，在視頻圖像信息的壓縮方面已經(jīng)取得了很大的進展。有關圖像壓縮編碼的國際標準主要有JPEG、H.261、H.263、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。有關音頻信號的壓縮編碼技術基本上與圖像壓縮技術相同，不同之處在于圖像信號是二維信號，而

7、音頻信號是一維信號，相比較而言音頻信號數(shù)據(jù)壓縮難度較低?？梢晫χv的關鍵技術之三是視頻采集。對于視頻的采集，主要采用微軟公司的關于數(shù)字視頻的一個軟件包VFW（VideoforWindows）。VFW是Microsoft1992年推出的關于數(shù)字視頻的一個軟件包，它能使應用程序通過數(shù)字化設備并播放從傳統(tǒng)的模擬視頻源得到數(shù)字化的視頻剪輯。為了解決數(shù)字視頻數(shù)據(jù)量大的問題，需要對數(shù)據(jù)進行壓縮，它引進了一種叫AVI的文件標準，該標準未規(guī)定如何對視頻進行捕獲、壓縮及播放，僅規(guī)定視頻和音頻該如何存儲在硬盤上，以及在AVI文件中交替存儲視頻幀和與之相匹

8、配的音頻數(shù)據(jù)。VFW給程序員提供VBX和AVICap窗口類的高級編程工具，使程序員能通過發(fā)送消息或設置屬性來捕獲、播放和編輯視頻剪輯。用戶不必專門安裝VFW，在安裝Windows時，安裝程序會自動地安裝配置視頻所需的組件，如設備驅動程