基于RTCP和H.265的监控视频动态降码率

摘 要针对实际监控视频应用需求，提出基于RTCP和H.265的监控视频动态降码率的方法，保障案件发生时，不因网络带宽导致视频播放卡顿、不流畅。

【关键词】视频监控 RTCP H.265 动态降码率

高清视频监控在带来更加清晰、逼真的视觉效果的同时，其海量的视频数据也对网络传输环境提出了更大的挑战。例如，采用标准H.264 MainProfile压缩算法的高清网络摄像机，单路视频要达到1080P全实时（25fps），需要的网络带宽至少要在4Mbps以上，在有案件发生时，流畅的视频观看对于案件侦破具有绝对的影响力。而在实际应用中，通常由于网络带宽负载等原因，在大并况下，易造成视频卡顿，不流畅。无法保证理想的实时性与可靠性。

本文基于以上需求，研究一种具有很好的鲁棒性和自适应性的降码率算法，在网络带宽不畅的情况下，仍能保证视频高质量的传输和查看。能够广泛应用于平安城市、交通监控、园区安防等。

1 基本原理

RTCP 控制协议需要与RTP 数据协议一起配合使用，当应用程序启动一个RTP 会话时将同时占用两个端口，分别供RTP 和RTCP 使用。RTP 本身并不能为按序传输数据包提供可靠的保证，也不提供流量控制和拥塞控制，这些都由RTCP 来负责完成。通常RTCP 会采用与RTP相同的分发机制，向会话中的所有成员周期性地发送控制信息，应用程序通过接收这些数据，从中获取会话参与者的相关资料，以及网络状况、分组丢失概率等反馈信息，从而能够对服务质量进行控制或者对网络状况进行诊断。发送媒体流的应用程序将周期性地产生发送端报告SR，该RTCP数据报含有不同媒体流间的同步信息，以及已经发送的数据报和字节的计数，接收端根据这些信息可以估计出实际的数据传输速率。

基于RTCP和H.265的监控视频动态降码率方法主要包括以下步骤：如图1所示。

（1）接收端发送接收端报告RR，接收端报告包括已接收数据包的最大序列号、丢失的数据报数据、延时抖动和时间戳；

（2）发送端根据接收端的信息估计往返时延、数据丢失情况；

（3）发送端根据往返时延和数据报丢失情况决定是否调用转码模块，如果往返时延小于指定的时延值，则传输原来的码流。如果往返时延大于指定的时延值，则调用转码模块；

（4）则利用H.265技术对视频进行转码；

（5）发送端将转码后的码流打包成RTP包，进行传送。

2 具体实现方式

该算法所采用的基于H.265进行动态码率调整的具体步骤如下：如图2所示。

（1）转码模块接受到转码命令后，获取视频RTP包；

（2）转码模块对获取的视频RTP包进行解析；

（3）对解析后的RTP包进行整合，拼接出完整的视频帧；

（4）对视频帧进行解码操作；

（5）利用H.265对视频进行重编码；

（6）将重编码后的视频打包成RTP包；

（7）将打包后的RTP包进行传送至需要的客户端。

3 实验结果与分析

在单节点基本配置：cpu：2颗6核，主频2.5GHz，内存32G的情况下：

多次实验统计显示该方法能够达到如下性能：

A：最大支持12路视频的重编码与转发；

B：视频处理速度：25帧/s。

4 结束语

本文基于RTCP和H.265的监控视频动态降码率方法能够保障在网络带宽不畅的情况下，仍能保证视频高质量的传输和查看，实际应用于平安城市、交通监控、园区安防等。

参考文献

[1]曹珊.自适应码率控制算法的研究[D].呼和浩特：内蒙古大学，2012.

[2]刘国柱等.RTCP反馈和缓冲区的传输控制算法研究[J].计算机工程与设计，2010， 31（12）：2146-2706.

[3]刘高平等.自适应网络带宽的H_264视频流传输控制方法[J].浙江大学学报，2012，46（12）：2704-2154.