关于移动流媒体编码和传输技术研究

申 镇，许斌锋，张 俊，马 康

（江苏电力信息技术有限公司，南京 210000）

1 移动流媒体编码和传输技术

1.1 移动流媒体编码技术

国际电信联盟电信标准部制定的H.26X系列标准属于典型的视频压缩领域压缩标准，本文研究的移动流媒体编码技术主要围绕其中的H.264标准展开，针对性的编码档次与分级、较高的网络适应力、较高的抗误码特性属于该标准具备的主要优势。预测、变换、量化、编码属于H.264编码器结构的主要功能模块构成，帧内预测、帧间预测、变换编码与量化、熵编码则属于其中的移动流媒体编码技术代表，如帧间预测包括基于块的运动补偿预测、多参考帧预测、1/4像素精度运动估计，而变换编码与量化则包括整数离散余弦变换、哈达玛变换，由此即可较为深入了解移动流媒体编码技术[1～2]。

1.2 移动流媒体传输技术

基于FFT的整体压缩传输、OFDM传输均属于较为常见的移动流媒体传输技术，而结合H.264标准，本文将介绍一种基于小波包的OFDM流媒体传输技术，该技术结合了H.264标准的网络提取层和视频编码层概念，以NALU为单元形式进行编码后数据传输属于该技术的主要特点，同时该技术还定义了符合存储介质或传输层要求的数据格式，且能够在提供视频编码与外部接口的同时给出头信息。

2 移动流媒体编码和传输技术的实践应用

2.1 系统简介

为直观展示移动流媒体编码和传输技术的实践应用，本文选择了某公司研发的云可视化系统作为研究方案，该系统采用的音视频编解码技术和点对点传输技术属于典型的移动流媒体编码和传输技术，云可视化也在两种技术的支持下得以实现。

2.2 具体应用

2.2.1 高清云一体化节点

高清云一体化节点属于移动流媒体编码和传输技术在云可视化系统中应用的典型体现，该节点同时属于输出节点与输入节点，可完成前端音视频采集、后端音视频输出功能，由于无需区分输入与输出，高清云一体化节点可在特殊情况下临时对调快速恢复系统。在高清云一体化节点的设计实现中，设计人员采用了全物理隔离的连接方式，且采用了支持一对多、多对一及多对多控制等多种远程操作模式，高清云一体化节点具体实现采用了如下方案：（1）高通820。采用集CPU、DSP、VPU、GPU为一体的高性能SoC芯片，远程控制采用STM32单片机进行鼠标设备、键盘设备的模拟，由此即可实现USB端PC的控制，解码显示节点通过管控平台将鼠标、键盘等控制事件发送至高清一体化节点属于方案实现的关键点。（2）GPU加速方案。采用Nvidia专业显卡，通过应用显卡的硬件加速功能采集屏幕帧缓冲区图像，H.264硬件编码器由此结合采集数据进行编码，编码后视频会由应用程序通过网络发送至输出端[3～4]。

2.2.2 技术应用关键点

结合高清云一体化节点的移动流媒体编码和传输技术应用不难发现，H.264硬件编码器在其中发挥着关键性作用，而编码后程序的发送则采用了基于小波包的OFDM流媒体传输技术，该技术应用中的小波包分解和综合采用了Mallat算法与高通820实现，输入信号由此被分解成必定正交的输出信号，且频带不交叠。在具体的设计实现中，基于H.264编码器会将视频源转化为压缩码流并作为系统输入，NALU的信息与长度确认则会通过检测起始码位置确定，输入的串行属于则源于NALU序列转换后的8位二进制数，并在之后将输入的串行数据转换为比特数据块。比特数据块采用正交幅度调制的数据调制方式，由此可得到复值符号，结合H.264压缩视频数据的特点，为保证分块的整数性，采用了将OFDM系统单帧结构中OFDM信号个数设置为4的处理方式，具体的传输流程可以概括为：“视频文件→H.264编码器→由起始码确定NALU单元→串/并转换→数据调制→IWPT→并/串转换→信道→串/并转换→WPT→数据解调→并/串转换→串行数据输出→流式播放或存储”，由此流媒体传输无线通信环境的干扰限制得以消除，基于H.264的网络抽象层单元则能够应用基于小波包的OFDM流媒体传输技术代替传输的FFT变换，码间干扰、信道时延、子载波间干扰也因此得到了较好应对，正交小波包函数的自正交性、互正交性在其中发挥着关键作用，整个云可视化系统的性能也由此得到了较好保障。

3 结束语

综上所述，移动流媒体编码和传输技术具备较为广阔的应用前景，在此基础上，本文涉及的高清云一体化节点、技术应用关键等内容，则提供了可行性较高的移动流媒体编码和传输技术应用路径，而为了实现更高质量的技术应用，新型视频压缩感知算法、H.264编码器运动估计算法的改进必须成为业界人士关注的重点。