基于SIP协议的音视频会话技术研究

【摘要】随着经济的发展和生活水平的提高,加快了部分卫生资源向社区转移的步伐,逐渐完善社区卫生服务机构和医院的资源配置比例,也逐渐增强了社区医疗服务的供应能力。本文研究的目的是以社区医疗服务为应用背景,设计出在社区范围局域网内或各社区局域网之间的音视频会话系统。本文在进行课题研究叙述之前,先介绍了课题的背景、研究意义、SIP协议和音视频同步技术的研究现状,然后对会话初始化协议SIP的理论性知识进行概述。本文研究的重点主要有两方面：音视频同步技术和SIP与P2P相结合的技术。音视频同步技术的研究包括两点：基于时间戳的音视频同步和基于可变码长的音视频同步编码技术。音视频会话系统的实现分为五大模块：采集、编码、网络传输、解码和播放。(1)基于时间戳音视频同步技术方案。该方案是围绕着整个系统框架来实现的,即每个模块都会进行时间戳同步。在采集模块中,音视频数据是独立采集的,同时记录每一帧视频和每一块音频数据的采集起始时间,该时间则为各帧或各块数据的时间戳,然后根据同步数据块规则,将相关数据定为同步数据块并嵌入同步数据块时间戳。随后的模块中,输入数据是一块同步数据块,输出也是一块同步数据块,保证这一块同步数据块是同步进行的,最终到达播放模块,对同步数据块进行同步播放。(2)提出了基于可变码长的音视频同步技术方案。该方案是把音频编码数据以二进制数据输入,根据规则每次读取2或3比特数据作为一组不定长码组,在视频编解码标准H.264的帧间预测阶段,将不定长码组与可变尺寸块根据公式进行映射,得出关系映射表,在编码端将音频编码数据不定长码组映射成对应可变尺寸宏块的分割模式,在解码端根据这两者的映射关系进行音频编码数据的提取。(3)将SIP与P2P相结合构建出一个完整的架构体系,以弥补各自的不足,成为一个完整的架构体系。虽然SIP协议本身具有P2P的特点,但该特点是依赖Internet环境下的SIP服务器,P2P技术需要服务器的辅助构建,这正符合本身系统的应用背景,社区网络的后台中心可架设服务器程序(SIP协议里定义实体元素一一用户代理服务器UAS),这样既可以不依赖SIP服务器,同时该服务器程序可以掌控整个社区网络终端,起到了一举两得的效果。在SIP与P2P相结合技术方面,需要解决的一个重大难点就是NAT穿越,而NAT类型主要分为对称性和非对称性NAT,由于时间安排不足,本文目前只实现了非对称性NAT的穿越,对称性NAT的穿越的研究有待下一步进行。
【作者】林健浩；
【导师】曾碧；
【作者基本信息】广东工业大学，计算机技术，2014，硕士
【关键词】音视频同步；时间戳；同步编码；SIP；P2P；

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