（信号与信息处理专业论文）ngn网络测试仪——h264协议模块功能的实现.pdf

摘要 下一代网络是基于分组的网络，能够提供包括电信业务在内的各种业务和使 用多种宽带和保证q o s 的传送技术，其业务相关功能与承载的传送技术无关。而 视讯业务由于可以为处于多点的与会者提供音视频等多种信息，节约大量的费用， 提高工作效率，因而发展迅速，有望成为n g n 的主要业务。n g n 网络测试仪是 n g n 网络运行维护的重要支撑设备之一。测试仪以不影响网络运行的高阻跨接、 端口镜像、能量分配等方式采集各类信令和协议数据，进行信令和协议的解码， 合成，从而使网络维护人员掌握和分析网络和业务运行情况。 本文以n g n 的发展为背景，选择以“n g n 网络测试仪- h 2 6 4 协议模块功 能的实现 为题目，在实践工作的基础上研究了n g n 中h 2 6 4 模块设计方案和实 现过程。文章首先介绍了n g n 网络及测试技术，并对h 2 6 4 协议及其承载协议 r t p 进行了详细说明。其次设计了n g n 网络测试系统的整体框架和解码方案，阐 述了测试的系统结构和数据处理流程。文章基于协议标准的编码规则，采用面向 对象设计方法，设计了承载层r t p 协议的详细解码方案和粗解码方案，继而对收 到的h 2 6 4 协议数据各字节进行判断，解码后合成视频文件，并实现图像回放的 功能。 文章最后对软件的实际运行效果进行了演示，本方案经过测试，效果良好， 符合实用要求。 关键词：n g n 网络测试仪，h 2 6 4 ，解码，合成 重庆邮电大学硕士论文摘要 a b s t r a c t n g ni san e t w o r kb a s e do i lp a c k e tn e t w o r k , w h i c hp r o v i d ed i f f e r e n tk i n d so f t e l e c o ms e r v i c e sa n du s e av a r i e t yo f b r o a d b a n da n dq o st r a n s m i s s i o nt e c h n o l o g y 1 1 1 e b u s i n e s s - r e l a t e df u n c t i o n so fn g ni su n r e l a t e dt ot h et r a n s m i s s i o nt e c h n o l o g y n e v i d e os e r v i c ew i l lb e c o m et h em a i ns e r v i c eo fn g n 。b e c a u s eo fi tc a np r o v i d ea u d i o a n dv i d e ot om u l t i p a r t i c i p a n t s ，s a v eal o to f c o s t s ，i m p r o v ew o r ke f f i c i e n c y n g nn e t w o r ka n a l y z e ri sa l li m p o r t a n td e v i c ei nt h en g nn e t w o r ko p e r a t i o na n d m a i n t e n a n c e n g nn e t w o r ka n a l y z e rc a na c q u i r ed a t af r o mp r o t o c o lu n d e rw i t h o u t a f f e c t i o nf o rt h eo p e r a t i o no ft h en e t w o r kh i s hi m p e d a n c e b r i d g e ，p o r tm i r r o r i n g , e n e r g y d i s t r i b u t i o na n ds oo n i ta l s oc a l lp r o v i d et h en e t w o r ko p e r a t i o ns t a t u sa n ds e r v i c e s t a t u sb yd e c o d i n ga n ds y n t h e s i z i n gs i g m n n ga n dp r o t o c 0 1 i nt h i sp a p e r , t h ed e v e l o p m e n ta n di m p l e m e n t a t i o no ft h en g nn e t w o r k a n a l y z e r h 2 6 4p r o t o c o lm o d u l e sf u n c t i o ni ss t u d i e d f i r s t l y , t h en g nn e t w o r ka n dd e t e c t t e c h n o l o g ya l ei n t r o d u c e d a n dt h eh 2 6 4p r o t o c o la n dr t p a l ei l l u m i n a t 伽1 s e c o n d l y , t h em a i nf r a m ea n dd e s i g ns c h e m eo ft h en g nn e t w o r ka n a l y z e ra l ed e s i g n e d | n l e s y s t e ms t r u c t u r ea n dt h ed a t ap r o c e s sf l o wa l ee x p a t i a t e d f i n a l l y ， a c c o r d i n gt ot h e p r o t o c o lc o d i n gr u l e ，t h ea u t h o ru s et h eo b j e c t o r i e n t e dp r o g r a mt op r a c t i c et h es c h e m e 1 1 1 ei m a g ec a nb er e s c r o f f f lt h r o u g hd e c o d i n gt h er t p p r o t o c o la n ds y n t h e s i z i n gt h e v i d e of i l e a tt h ee n do ft h i sp a p e r , t h er e s u l to fr e a le n v i r o n m e n ta p p l i c a t i o ns h o wt h a t s c h e m eo f t h en g nn e t w o r k a n a l y z e rh a v eag o o dp e r f o r m a n c e k e yw o r d s ：n o nn e t w o r ka n a l y z e r , h 2 6 4 ，d d 血吕s y n t h e s i s n 重庆邮电大学硕士论文 第一章绪论 1 1本文的研究背景 第一章绪论 目前，我国现有的电话网、计算机网和有线电视网已经趋于融合，网络也面 临着负荷不断增大，业务需求趋于多样化的压力。运营商必须提供越来越多的多 媒体业务才能吸引住用户，而这些新型的多样性业务，是目前p s t n 、p l m n 网络 难以提供的【。 与此同时，飞速发展的数据网已经对p s t n 、p l m n 业务形成分流，并将逐渐 成为承载话音业务的基石，运营商已经积累了丰富的v o i p ( v o i c eo v e ri n t e r n e t p r o t o c 0 1 ) 运营经验，但h 3 2 3v o i p 只满足分组话音的基本需求，缺乏丰富的业务 功能。在这一发展背景下，基于软交换技术的n g n ( n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k ，下 一代通信网络) 由于技术的先进性、开放的网络接口，具有控制与承载分离、接 入终端的多样性、开放的业务平台等特点，支持语音、数据与多媒体的融合，从 而使业务更丰富且更具有个性化、智能化、实现方式灵活的特点，以及能够为第 三方方便地提供应用业务等优点，吸引了运营商和设备开发商的广泛关注，很多 运营商早早开始了n g n 商用试验网的测试和部署【2 】。n g n 网络测试仪能有效地诊 断n g n 网络中各种故障，备全面解码、呼叫跟踪和统计功能，满足网络运营商建 设和日常监测维护等应用功能，它将成为对n g n 网络各个接口进行监控和仿真的 重要工具。 随着我国通信网络基础设施的快速建设，视讯业务由于可以为处于多点的与 会者提供音视频等多种信息，节约大量的费用，提高工作效率，因而发展迅速， 并有望成为n g n 的主要业务。视讯会议系统从产生至今，发展了多种适于各种通 信网络的系统，目前传输多媒体信息的主要有h 3 2 3 ，h 3 2 4 和h 3 2 0 等系统，口 技术的开放性特点使得它非常适合承载多种业务，随着p 的安全和q o s ( q u a l i t y o fs e r v i c e ) 等问题的逐步解决，以m 作为承载网的优势将加明显，下一代网络 也将采用口技术作为承载网技术。h 2 6 4 是由j 、，r 为实现视频的更高压缩比，更 好的图像质量和良好的网络适应性而提出的新的视频编解码标准。事实证明， h 2 6 4 编码更加节省码流，它内在的抗丢包，抗误码能力和良好的网络适应性使它 非常适于m 传输，h 2 6 4 有望成为h 3 2 3 系统中首选的视频标准。 因此，本文以n g n 的发展为背景，选择以h 2 6 4 协议模块功能设计”为题目， 以重邮东电通信公司的设备为依托，在实践工作的基础上提出了n g n 中h 2 6 4 模 块设计方案和实现过程。 重庆邮电大学硕士论文 第一章绪论 1 2下一代网络( n g n ) 的概述 n g n 是指下一代网络。所谓“下一代网络”，从字面上理解，应该是以当前网 络为基点的下一代网络。它是电信史一块里程碑，标志着新一代电信网络时代的 到来。 i t u - t 对n g n 的定义是【3 】： n g n 是一个基于分组的网络，它能够提供包括 电信业务在内的各种业务并能够使用多种宽带的且有q o s 保证的传送技术，业务 功能与所用的承载传送技术无关，使用者通过n g n 能够不受限制地接入不同业务 提供者，它支持通用移动性，允许无处不在地提供业务给用户。 在e t s i 中，对n g n 有这样的定义： n g n 是一种规范和部署网络的概念， 即通过采用分层、分布和开放业务接口的方式，为业务提供者和运营者提供一种 能够通过逐步演进的策略，实现一个具有快速生成、提供、部署和管理新业务的 平台。 n g n 是一个综合性的大网，它结合了现有的各种网络环境和周边的接入设备 以及终端产品，从功能的角度上来说可以把它划分成四层：网络服务层、控制层、 媒体层和传输接入层【4 】。图1 1 为n g n 网络模型： 图1 1n g n 网络模型 1 ) 接入和传输层( a c c e s sl a y e r ) 将用户连接至网络，集中用户业务将它们传 递至目的地，包括各种接入手段。接入层通过各种接入手段将各类用户或 终端连接至网络，并将其信息格式转换成为能够在网络上传递的信息格 2 重庆邮电大学硕士论文第一章绪论 式。 2 ) 媒体传送层( m e d i aa n dt r a n s p o r tl a y e r ) 将信息格式转换成为能够在网络上 传递的信息格式。例如：将话音信号分割成a t m 信元或m 包。此外，媒 体层可以将信息选路至目的地。该层采用分组技术，主要由骨干网、城域 网各设备( 如路由器、三层交换机等) 组成，用于向用户提供一个高可靠 性、具有q o s 保证和大容量的统一的综合传送平台。 3 ) 控制层( c o n t r o ll a y e r ) ：包含呼叫智能。此层决定用户收到的业务，并能控 制低层网络元素对业务流的处理。网络控制层实现呼叫控制，其核心技术 采用软交换技术，用于完成基本的实时呼叫控制和连接控制功能。s o f t s w i t c h ：软交换设备，是n g n 的核心设备，主要完成呼叫控制、媒体网 关接入控制、资源分配、协议处理、路由、认证( 鉴权) 、计费等功能， 并可向用户提供基本语音业务、移动业务、多媒体业务及a p i 接口。 4 ) 网络服务层( n e t w o r ks e r v i c el a y e r ) ：在呼叫建立的基础上提供额外的服务， 主要包括附加的增值业务以及运营支撑功能。 将现有网络演变成下一代网络并非一日之工，而原有的网络与新网络并存需 相当长的时间，所以新网络还需能够和原有网络互通，这就要求新的网络体系能 够完成以下功能：采用t d m 传输网和s s 7 信令网互通、与现有的业务( 如智能网 提供的业务) 互通和与现有的p s t n 网络体系融合【1 6 】【1 7 1 。 n g n 网络有以下特点【5 】： 1 ) 开放分布式网络结构 采用软交换技术，将传统交换机的功能模块分离为独立网络部件，各部件按 相应功能进行划分，独立发展。采用业务与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离 技术，实现开放分布式网络结构，使业务独立于网络。通过开放式协议和接口， 可灵活、快速地提供业务，个人用户可自己定义业务特征，而不必关心承载业务 的网络形式和终端类型。 2 ) 高速分组化核心承载 核心承载网采用高速包交换网络，可实现电信网、计算机网和有线电视网三 网融合，同时支持语音、数据、视频等业务。 3 ) 独立的网络控制层 网络控制层即软交换，采用独立开放的计算机平台，将呼叫控制从媒体网关 中分离出来，通过软件实现基本呼叫控制功能，包括呼叫选路、管理控制和信令 互通， 使业务提供者可自由结合承载业务与控制协议，提供开放的a p i 接口，从 而可使第三方快速、灵活、有效地实现业务提供。 4 ) 网络互通和网络设备网关化 3 重庆邮电大学硕士论文第一章绪论 通过接入媒体网关、中继媒体网关和信令网关等网关，可实现与p s t n 、p l m n 、 i n 、i n t e m e t 等网络的互通，有效地继承原有网络的业务。 5 ) 多样化接入方式 普通用户可通过智能分组话音终端、多媒体终端接入，通过接入媒体网关、 综合接入设备( l ) 来满足用户的语音、数据和视频业务的共存需求。 1 3n g n 网络测试技术 n g n 网络测试技术基本上可以分为两大类：n g n 网络业务测试、n g n 网络 设备测试。对于n g n 网络业务测试而言，可以分为三个测试单元：n g n 网络业 务分析、n g n 网络业务q o s 测试、n g n 网络业务规划测试；对于n g n 网络设备 测试而言，可以分为两个测试单元：n g n 网络设备规范一致性测试、n g n 网络设 备性能测试。下面对各个测试单元的测试方法进行详细分析。 n g n 网络业务分析 n g n 网络业务分析，主要是指通过测试仪器的硬件接口对n g n 网络中的数 据进行采集，将采集到的数据进行实时以及事后分析。测试仪器通过对所采集数 据的详细分析，可以提供详细解码、呼损分析、呼叫流程关联、呼叫以及话务量 统计、特定设备分析、语音链路监测回放等等功能。 总的来说，n g n 网络业务分析是一个针对n g n 网络提供的监测解决方案， 应全面支持n g n 网络中的各种协议，包括：m c , c p 、s i p 、h 2 4 8 、s i p t 、s i g t r a n 、 b i c c 、r t p r t c p 等等，能够进行端到端的呼叫和特定设备性能分析，可以为n g n 网络的优化与管理提供大量客观的数据。应适用于各种不同的承载网络，可以对 信令进行关联与分析，并且对n g n 网络中各种设备进行统计分析，得到可视化的 流程分析，并且可以将统计分析的结果直接输出到特定格式的文件之中。 在n g n 网络业务分析中，不仅仅可以对网络整体的业务状况进行统计分析，还可 以对网络中的单个设备的业务状况进行分析。通过上述的统计测试，只需要几次 测试即可全面了解n g n 网络整体的业务运行状况。 对于n g n 网络的全面监测，可以使运维人员快速定位网络故障，迅速解决网 络问题，客观分析网络业务状况，提供特定网络设备的统计分析，可以使运营商 对可能存在的网络问题进行预先分析，从而减少业务故障出现几率，提高运维效 率，降低运维成本。 n g n 网络业务q o s 测试 n g n 网络的基本业务是语音业务，语音质量的好坏直接影响用户对于运营商 的选择，而影响语音质量的因素是由多个方面因素决定的，包括丢包、抖动、延 4 重庆邮电大学硕士论文 第一章绪论 时、沿切割( c l i p p i n g ) 。等等。因此，根据电信网络服务质量( q o s ) 的要求，建立 一套客观评估标准，并对n g n 网络的语音服务质量进行定量分析和测量就成为当 务之急，摆在了n g n 网络运营商的面前。 目前语音q o s 测试方法主要有主观测试方法和客观测试方法两种，u t p 8 0 0 定义了m o s ( m e a no p i n i o ns c o r e 方法) 的主观测试方法，客观测试方法 主要有：p s q m ( p e r c e p t u a ls p e e c hq u a l i t ym e a s u r e m e n t ) 、p s q m + 、p e s q ( p e r c e p t u a l e v a l u a t i o no fs p e e c hq u a l i t y ) ；等。n u - t p 8 6 2 ( p e s q ) 是目前玎u 推荐用于端到 端网络语音质量测试的方法。因此作为语音业务q o s 测试来说，同时支持m o s 与p e s q 是比较理想的测试方法。为了灵活地判断网络语音质量状况，方便判断 网络故障，用于语音质量测试的测试仪应支持模拟线与r t p 流两种方式，并且可 以进行多路并发测试。 为用户提供详细的业务质量报告不仅仅可以提高现有客户的满意度及忠诚 度，还可以大幅度提升运营商潜在客户前的竞争能力。 i n g n 网络业务规划测试 n g n 网络业务规划测试是指利用测试仪器模拟多个业务用户，来对网络业务 性能进行测试，可以为n g n 运营商网络业务规划提供大量客观的数据，同样可以 利用测试仪器来模拟新业务用户，可以为新业务的开通维护提供坚实的基础。而 对于n g n 网络运营商而言，进行业务规划测试，可以缩短业务开通时间，降低新 业务风险，并可为运维人员提供多种业务的维护经验，可以大幅度降低运营商的 业务试验费用，缩短新业务开通的时间。 为业务规划测试来说，应该提供基本业务规划测试、互联互通业务规划测试、 新业务规划测试。通过业务规划测试，可以为运营商提供现有业务规划以及新业 务开通规划提供翔实的数据，可以保证业务规划的可行性与客观性。 n g n 网络设备规范一致性测试 n g n 网络设备规范一致性测试是指通过测试仪模拟出规范中规定的信令，对 n g n 设备对于不同信令的处理过程与规范中规定的处理过程进行对比，从而得出 n g n 网络设备是否符合规范的结论。 n g n 网络设备性能测试 建网初期，由于业务量较少，不能有效衡量设备的处理能力。如何对网络业 务能力进行客观评估，如何制定可靠的业务发展规划都是n g n 网络运营商所要面 对的问题。因此需要一种客观的设备性能测试方法来评估设备的处理能力，为运 营商业务发展规划，网络性能优化提供客观地依据。 所谓设备性能测试是指对软交换设备发起大话务量的呼叫来对用户的设备进 行负载测试，以检验设备的性能指标，对设备的处理能力进行客观评估。通过模 5 重庆邮电大学硕士论文第一章绪论 拟大量的呼叫信令，通过不断增加设备的处理呼叫数，检查设备丢包以及处理时 延的变化，以确定是否设备是否达到其最大的处理能力。 下一代网络( n g n ) 是可以提供包括话音、数据和多媒体等各种业务的综合 开放的网络构架；软交换为下一代网络( n g n ) 提供具有实时性要求的、业务的呼叫 控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。从2 0 0 0 年开始国内已有 一些运营商在试验或使用软交换组网方案，目前以软交换技术为核心的宽带数据 及应用已经基本成熟，不仅可以取代现有的窄带电话交换网络，而且在业务的提 供上也更加丰富和完备。 从发展趋势来说，采用软交换技术进行组网已经成为运营商必然的选择，而 新的技术也必然会带来一些新的问题，总结如下： 1 )如何分析网络业务状况 2 )如何了解设备是否符合入网规范 3 )如何分析网络的互连互通能力 4 )业务开通能力是否满足发展要求 5 )业务q o s 是否满足要求 6 )如何快速进行网络故障判断 7 )网络规划是否符合业务发展状况 n g n 网络测试仪可以很好的解决以上一系列的问题，让运营商详细了解自己 的业务运营状况，以便改正他们业务上的缺陷或进一步完善他们的业务；可以得 到十分准确的q o s 报告，从而很好的了解业务的q o s 状况；确保客户不会大量流 失；可以确保采用符合规范的设备，保证业务顺利开通，降低运营成本；确保业 务开通能力能够满足发展的要求，避免资源浪费，能更好的使用瞬息万变的市场 需求；确保能够快速判断业务故障，从而避免导致网络出现大规模的故障；能够 进行客观的网络业务规划，使网络资源结构更加合理。总之，n g n 网络运营商要 面对越来越激烈的市场竞争，适应不断变化的市场需求，n g n 网络测试仪是必不 可少的。 1 4课题的意义及研究内容 伴随着国内n g n 网络的进一步商用化，随着相关技术程度的不断提高，n g n 技术和设备的成熟度有了很大提高，网络运营和规划经验日趋丰富。正是在这样 的背景下，针对n g n 网络的网络测试仪表的需求也就应运而生。测试仪以不影响 网络运行的高阻跨接、端口镜像、能量分配等方式采集各类信令和协议数据，进 行信令和协议的解码，合成c d r ( 呼叫详细记录) ，再现业务接续全过程，进行网 6 重庆邮电大学硕士论文第一章绪论 络和业务各类指标统计，从而使网络维护人员掌握和分析网络和业务运行情况。 作为与中国通信业共同成长、发展多年的重庆邮电大学通信网与测试技术重 点实验室，拥有科研成果“7 号信令分析仪”、 a t m 信令分析仪”、“i s d n 信令分析 仪”、1 d s c d m a 信令分析仪”等，并一直致力于通信网测试维护领域前沿技术的 探索、研究与积累，面对n g n 技术给测试产品带来的巨大挑战，将采用业界领先 的技术，研制一种对n o n 网络监测分析的集成化、智能化的全天候仪表，通过采 集网络接口的数据透视、分析网络，从而快速发现并解决网络中存在的问题，并 为用户提供实时和历史的网络运行指标分析，有效提升网络运行效率和效益。仪 表将采用分层式、模块化、可组合、可伸缩的体系架构，全面满足用户不同的部 署需求，为用户提供一种稳定、可靠、高性能运行的全方位解决方案。产品将具 备强大的功能，且各个细节尽显人性化，力争打造精细测试技术。 n g n 网络测试仪中h 2 6 4 协议的相关测试功能，包括对h 2 6 4 消息进行解码， 对h 2 6 4 协议帧所包含的数据进行合成再现视频图像等，以满足n g n 网络中对视 频业务统计分析，性能统计测试。具体的工作是通过编程方法实现h 2 6 4 协议的 消息解码、合成等功能。包括将h 2 6 4 协议数据从r t p 包中分离出来，对h 2 6 4 协议的数据按帧进行解码处理，并通过软件实现其数据合成等功能。初步解码； 将h 2 6 4 协议数据从i m 数据包中分离出来，将单元的类型、优先级等参数在是 实时解码中显示出来。合成图像：将同一图像的帧数据按规定格式创建文件，根 据h 2 6 4 协议标准，对视频帧依次( 顺序说明包含在帧中) 按b i t 进行解码详细， 最后建立窗口输出得到的图像。模块测试：测试模块的功能。 课题研发目标：在n g n 网络测试仪软件中加入该协议模块，并通过现网环境 的测试验证模块的可用性及稳定性。 论文组织与结构： 第一章介绍了通信网及信令测试仪的研究现状，讨论了n g n 网络的结构、 特点、发展状况，以及本论文的选题背景和研究工作； 第二章介绍了h 2 6 4 模块，详细说明了r t p 及h 2 6 4 协议的结构，特点，结 构以及应用； 第三章分析了n g n 网络测试系统的总体方案，总体要求及基本功能； 第四章提出了协议模块设计的总体思想； 第五章详细描述了对h 2 6 4 的承载层r t p 协议的解码： 第六章详细描述了对h 2 6 4 合成方案的设计与实现； 第七章对测试仪的功能实现进行总结及提出进一步的工作。 7 重庆邮电大学硕士论文第二章h 2 6 4 协议模块分析 2 1h 2 6 4 模块 2 1 1 基本概念 第二章h 2 6 4 协议模块分析 在下一代网络中，基于一种呼叫控制与承载分离的思想，n g n 使用r t p r t c p 协议作为媒体传送协议，目前的网络普遍采用基于r t p r t c p 的h 2 6 4 视频流传 输方案，r t p 是一种提供端对端传输服务的实时传输协议，用来支持在单目标广 播和多目标广播网络服务中传输实时数据，而实时数据的传输则由r t c p 协议来 监视和控制。 本题目在基于h 2 6 4 协议的深入理解基础上，通过编程方法将h 2 6 4 协议数 据从p 包、r t p 消息中分离出来，对h 2 6 4 协议的数据按帧进行解码处理，并通 过软件实现其数据合成等功能，然后通过现网测试的数据验证模块的功能性及稳 定性 2 1 2 h 2 6 4 在n g n 协议栈中的位置 圈 i s u p m p 圈 s s t r u n k m g c 姗，。s u 可 磐阑 i 一 _ i s u p m _ 瑚：m + 阚 匀 麟i 少 v e r s i o n $ & $ 版本号 ) ； 5 2 2r t c p 消息的详细解码 与r t p 消息的详细解码相比，r t c p 消息的详细解码需要考虑的因素相对较 多，由于r t c p 有几种不同的包类型，但是提供给主控模块的解码函数接口只能 是一个函数，不同类型的解码都需要在该函数中完成，与r t p 相似，参照r t c p 结构定义结构体类型如下，而其用法与r t p 的结构体相同： t y p e d e fe n u m s r = 2 0 0 ， r r = 2 0 1 ， s d e s = 2 0 2 ， b y e = 2 0 3 ， a p p = 2 0 4 ， r t e p _ t y p e ； t y p e d e f e n u m c n a m e = 1 ， n a m e = 2 ， e m a i l = 3 ， p h o n e = 4 ， l o c = 5 t o o l = 6 2 7 n o t e = 7 ， p r i v = 8 ) r t c p _ s d e s _ t y p e ； 嚏r t c pc o m m o nh e a d e r l t y p e d e fs t r u c t 7 0 x 0 1 ： r e f e r e n c e = b 0 5 0 x 0 3 ： n a l t y p e = b 0 0 x l f ； 7 ， 6 ，5 ， 4 ，3 ，2 ，1 ，o ( 1 b y t e ) + d a t a 对于s o d b ( 最原始的编码数据) 、r b s p ( 在s o d b 的基础上加了 r b s p _ s t o p _ o n t _ _ b i t ，并用0 按字节补位对齐) 、e b s p ( 在r b s p 的基础上增加了仿 校验字节( 0 x 0 3 ) ) 3 种数据串，i t u - h 2 6 4 有规定，用0 x 0 0 0 0 0 1 ( 三个字节) 作 起始码。其实单纯的d a t a 数据被称为s o d b ，由于操作上的需要，s o d b 完全是 b i t 格式的，即“i i i i l l 0 0 0 0 ”。为了实现对字节的操作，有时候需要给s o d b 补位，以达到一个字节的目的，故r b s p 就诞生了。补位的操作是在s o d b 的最 后加1 ，如果位数不够，续继续补0 ，直到为8 位。为了防止起始位0 x 0 0 0 0 0 1 与 原有r b s p 中的数据0 】【0 0o o0 1 产生混乱，扫描起点之后的所有数据，发现0 】【0 0 o oo l 以及0 】【o oo o0 2 ，o x0 0o o0 3 ，0 x 0 00 00 0 这样的数据，均给前插0 】【0 3 ， 故0 x0 00 00 0 就成为o ) 【0 0o o0 30 0 ( 区分) ，相应的： 0 】【0 00 00 1 ) 0 xo o 0 00 30 1 ( 区分) o xo oo o0 2 ) 0 x0 0 0 00 30 2 ( 保留) 0 x 0 0 0 00 3 一) 0 x0 00 00 30 3 ( 区分) 重庆邮电大学硕士论文 第六章h 2 6 4 协议的合成模块设计 从上可以看到，简单读取过来的h 2 6 4 的数据，通过起始位o x 0 00 0o l 或者0 x 0 00 00 00 1 得到e b s p ，首先要去掉0 x 0 3 得到r b s p ， r b s p 要去掉拖尾数得到 s o d b 。 6 2 2 图像文件的合成 h 2 6 4 消息的格式不固定，大部分是r t p 承载，也可能直接是由u d p 封装， 需要上层协议解码时加以判断传给接口数据，所得数据的头字节也不一定相同， 必须做两手准备。 图6 2 合成h 2 6 4 文件流程 根据这个情况，在生成文件之前必须要对消息帧做规范的处理，之后按顺序 和格式存入文件： v o i dw r i t e i n o n e f r a m e ( c h a r p o i n t e r , d w o r do n e f 瑚r a e l e n g t h ) 3 7 重庆邮电大学硕士论文 第六章h 2 6 4 协议的合成模块设计 c f i l ew r i t e o n e f r a m e ； c h a r * p s z f i l e n a m e = n 、：t e s t 2 6 4 ； w r i t e o n e f i a m e o p e n ( p s z f i l e n a m e ，c f i l e ：m o d e c r e a t e c f i l e ：m o d e n o t r u n c a t e f c f i l e ：m o d e r e a d w r i t e c f i l e ：t y p e b i n a r y ) ； w r i t e o n e f r a m e s c c k t o e n d 0 ；寻找当前尾指针 w r i t e o n e f r a m e w f i t c ( p o i n t c r , o n e f r a m e l c n g t h ) ； w r i t e o n e f f a m e c l o s e 0 ； 6 3 图像的合成播放 图像层的解码过程是由大及小【1 4 1 ，h 2 6 4 把一个1 6 1 6 的亮度宏块分成1 6 个 4 * 4 的小块( l n , n = 0 ，l ，1 5 ) ，对每一个小块( l n ) 做一个近似d c t 的变换，生成 f ( l ，n ) ，再把每一个f ( l n ) 的左上角的d c 系数抽出来组成一个4 * 4 的块，对这个 小块( l d e ) 在做一次h a d a m a r d 变换生成h ( l d c ) 。与亮度块类似，对8 * 8 的色度 块，把它分成4 个4 * 4 的小块( c n , n - - 0 ，1 ，2 ，3 ) ，对每一个小块( l n ) 做一个近似 d c t 的变换，生成f ( c n ) ，再把每一个f ( c n ) 的左上角的d c 系数抽出来组成一个 2 * 2 的块，对这个小块( c d c ) 在做一次h a d a m a r d 变换生成h ( c d c ) 。 这样，h 2 6 4 的变换一共有3 种。一是4 * 4 的近似d c t 变换，二是4 * 4 的 h a d a m a r d 变换，三是2 * 2 的h a d a m a r d 变换。 睁 嗽懈宦 图6 3j m 流程图 曰曰曰曰一曰曰曰曰曰曰曰曰田田曰曰一回回回曰辟雇 田囵 螂 啪 槲 艚 撇 、 口日田田囝 懈 懈 懈 憾 搽 腑 重庆邮电大学硕士论文 第六章h 2 6 4 协议的合成模块设计 d e c o d e _ o n e _ m a c r o b l o c k 0 f o r ( 对4 个8 x 8 块循环) f o r ( 对每个8 x 8 块的分块循环) p a r t i t i o n m o t i o n s e a r c h ； b l o c k m o t i o n s e a r c h 0 ； s e t m o t i o n v e e t o r p r e d i e t o r 0 ； f u l l p e l b l o c k m o t i o n s e a r c h 0 ； s u b p e l b l o e k m o t i o n s e a r e h 0 ；) ) ) l u m a r e s i d u a l c o d i n 9 8 x 8 0 ； f o r ( 遍历1 6 x 8 ，8 x 1 6 ，1 6 x 1 6 ) f o r ( 遍历每个分块) p a r t i t i o n m o t i o n s e a r e h ； b l o c k m o t i o n s e a r e h 0 ； s e t m o t i o n v e e t o r p r e d i c t o r 0 ； f u l l p e l b l o c k m o t i o n s e a r c h 0 ； s u b p e l b l o c k m o t i o n s e a r e h 0 ； ) f o r ( 遍历每个分块) f o r ( 遍历1 6 x 8 ，8 x 1 6 ，1 6 x 1 6 ) f o r ( 对每个8 x 8 块的分块循环) f o r ( 对每个8 x 8 块的分块循环) ) f o r ( 对4 个8 x 8 块循环) v o i dm a l l o es l i e e ( s t r u e ti n p _ p a r h a p ，s t r u e ti m g _ p a r i m g ) s l i c e e u r r s l i e o ； i m g - e u r r e n t s l i e e = ( s l i c e ) e a l l o e ( 1 ，s i z e o f ( s l i e e ) ) ； i f ( ( e u r r s l i c e i m g - e u r r e n t s l i e e ) = = = n u l l ) s n p r i n t f ( e r r o r t e x t , e t _ s i z e ，”m e m o r y a l l o c a t i o nf o r 重庆邮电大学硕士论文第六章h 2 6 4 协议的合成模块设计 n a l = m o d eo o df a i l e d ”，i n p - f i l e f o r m a t ) ； e r r o r ( e r r o r t e x t , 10 0 ) ； ) t y p e d e fs t r u e to l d _ s l i c o _ _ p a r u n s i g n e df i e l d _ p i c _ f l a g ； u n s i g n e db o t t o m _ f i e l d a g ； u n s i g n e df r a m c _ n u m , i n tn a l r e f i d c ； u n s i g n e dp i c _ o d e rc n tl s b ； i n td e l t a _ p i c _ _ o d e rc n tb o t t o m ； i n td e l t a _ p i c _ o r d e r _ c n t ； i n ti d r _ f l a g ； i n ti d r _ p i e _ i d ； i n tp p s _ i d ； ) o l d s l i c e p a r a m s ； 这其中利用了部分h 2 6 4 的官方j i m 源代码，在源代码根目录下的b i n 文件 夹中新建b a c k u p 文件夹，将b i n 文件夹中所有文件移入该文件夹做备份。在源 代码根目录下新建d e c a x l t e s t 文件夹，作为解码使用。将解码过程所需要的文件， 解码配置文件( d e o o d e r c f g ) 复制到该文件夹中。打开源代码根目录下的工作区 t m l d s w ，鼠标左键选中l d 伐x ) d 工程。打开d e b u g ，在w o r k i n gd i r e t o r y 选项中 填写j & 圮o d t e s t ，在p r o g r a ma r g u m e n t s 选项中填写需要使用的解码配置文件 d 吲x i e r c f g ，然后确定修改，将编码生成的压缩码流文件t e s t 2 6 4 复制到 d 戗x x l t e m 文件夹中。鼠标右键选中l d e r , o d 工程，选择鼠标右键菜单s e ta sa c t i v e p r o j e c t 。编译运行解码器，完成解码。这个时候会在源代码根目录下的d e c o d t e s t 文件夹中生成几个新文件，其中t e s t _ d o c y u v ( 对应为解码配置文件中的第三个参 数) 即为解码文件。 对解码文件回放的播放窗口设计： v o i dc j m p l a y o r d l g ：o n p l a y 0 i f ( 1 m _ b d e c o d i n g ) 如果有的话，停止解码线程 重庆邮电大学硕士论文 第六章h 2 6 4 协议的合成模块设计 i f ( h d e c o d e t h r e a d ) t e r m i n a t e t h r e a d ( h d e c o d e t h r e a d ，o ) ； c l o s e h a n d l e ( h d e c o d e t h r e a d ) ； h d e e o d e t h r e a d = n u l l ； ) 开始解码线程 r e a d y - - - 0 ； s c t t i m c r ( 1 2 3 ，2 0 , n u l l ) ； m _ b d e c o d i n 邸i e ； s e t d l g l t e m t e x t ( i d c _ p l a y , _ t ( 停止解码”； h d e c o d e t h r e a d = c r e a t e t h r e a d ( n u l l , 0 ，( l p t h r e a d _ s t a r t _ r o u t i n e ) d e c o d e t h r e a d ，( v o i a ) t h i s ，0 ，& d w t h r e a d i d ) ； ) e l s e s e t d l g i t e m t e x t ( i d c _ p l a y , _ t ( 什解码”； 停止编码线程 i f ( h d e c o d e t h r e a d ) t e r m i n a t e t h r e a d ( h d e c o d e t h r e a d , 0 ) ； c l o s e h a n d l e ( h d e c o d e t h r e a d ) ； h d e c o d e t h r e a d f n u l l ； m _ b d e c o d i n g = f a l s e ； ) ) 6 4 显示界面 通过回放数据，我们点击详细解码显示h 2 6 4 消息的解码情况如图6 4 所示， 通过于其他软件解码后比较可以判断各个相关参数的值是完全