音视频通信的设计与实现（论文）.pdf

发布时间：2022-06-10 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.79M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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西南科技大学本科生毕业论文 I 音视频通信软件的设计与实现摘要：随着互联网的迅猛发展以及多媒体技术的日益成熟，音视频通信技术在日常生活中的应用越来越广泛，实现音视频通信的方式也变得多种多样，如可视电话、音视频聊天、IPTV、远程监控、远程医疗等。由于音视频通信发展前景广阔，需求量逐年增大，音视频通信将成为继话音通信之后的另一应用热点。本文在深入分析 DirectShow 音视频通信技术、计算机系统性能和网络状况对音视频通信影响的基础上，针对单人音视频聊天，提出了“基于保护性 TCP 传输的高质量单人通信模式”;针对音视频会议，提出了“基于网络逻辑完全树架构的会议服务模式”，并将其分为智能服务模式与手动服务模式。在 Windows 平台下设计实现了音视频通信软件，并提供了单人音视频聊天、音视频会议的功能。通过测试表明，系统运行良好，取得了预期的结果。关键词：音视频聊天；音视频会议；完全树；智能服务模式

西南科技大学本科生毕业论文 II Design and Implementation of Software for Audio and Video Communication Abstract：With the rapid development of Internet and the increasing ripeness of the multimedia technology, the audio and video communication technology has been widely applied in our daily life, and the way to realize audio and video communication has become diverse, such as Video Telephony, Audio and Video Chat, IPTV, Remote Monitoring, Telemedicine. The audio and video communication will become the other hot spot after the voice communication because of its broad development prospects and the yearly-increasing demand. In this thesis, after deeply analyzing audio and video communication technology in DirectShow and the impact of the computer system performance and the network state on audio and video communication, for the single chat with audio and video communication ,a model base on the protective TCP transmission technology with high-quality single communication is proposed, and for the meeting with audio and video communication,a model based on logical network full-tree structure with conference service is proposed.The latter is divided into two mode: intelligence service mode and manual service mode. The software for audio and video communication which provides functions for single chat and conference is achieved under windows platform. Test shows that this system operates well and achieves its desired result. Key words ： Audio and Video Chat, Audio and Video conference, Complete Tree, Intellectual Information Service

第 1 章第 2 章第 3 章西南科技大学本科生毕业论文 III 目录绪论...................................................................................................................1 1.1 概述 ...........................................................................................................1 1.2 国内外发展现状........................................................................................1 1.3 研究的目的及意义 ....................................................................................1 相关技术介绍 ...................................................................................................3 2.1 DirectShow 技术 ...........................................................................................3 2.2 TCP/IP 协议 ..................................................................................................5 2.3 会议系统....................................................................................................7 2.3.1 传统会议..............................................................................................7 2.3.2 网络音视频会议 ..................................................................................7 音视频通信软件的设计....................................................................................9 3.1 音视频通信软件需求分析.........................................................................9 3.1.1 音视频通信软件需求说明 ...................................................................9 3.1.2 运行环境需求 ......................................................................................9 3.1.3 功能需求..............................................................................................9 3.2 软件开发环境..........................................................................................10 3.2.1 软件开发语言 ....................................................................................10 3.2.2 软件开发平台 ....................................................................................10 3.3 总体设计..................................................................................................11 3.4 功能模块划分..........................................................................................12 3.5 用户管理子系统详细设计.......................................................................14 3.5.1 群用户管理模块设计.........................................................................15 3.5.2 登录模式模块设计.............................................................................16 3.5.3 消息包分析模块设计.........................................................................19 3.6 音视频通信管理子系统详细设计 ...........................................................21 3.6.1 单人聊天模式模块设计.....................................................................22 3.6.2 音视频会议模式模块设计 .................................................................23 3.7 辅助模块详细设计 ..................................................................................29 3.7.1 音视频通信系统主界面.....................................................................29

西南科技大学本科生毕业论文 IV 第 4 章 3.7.2 单人音视频聊天窗口.........................................................................30 3.7.3 音视频会议窗口 ................................................................................31 音视频通信软件的实现..................................................................................32 4.1 开发环境搭建..........................................................................................32 4.2 用户管理子系统实现 ..............................................................................33 4.2.1 群用户管理功能实现.........................................................................33 4.2.2 网络登录功能实现.............................................................................34 4.2.3 消息包分析器实现.............................................................................36 4.3 音视频通信管理子系统实现...................................................................40 4.3.1 本地设备管理类 ................................................................................40 4.3.2 单人音视频聊天功能实现 .................................................................44 4.3.3 音视频会议功能实现.........................................................................48 4.4 界面及其他功能实现 ..............................................................................52 测试.................................................................................................................53 5.1 测试概述..................................................................................................53 5.1.1 测试定义............................................................................................53 5.1.2 测试方法............................................................................................53 5.2 测试环境..................................................................................................54 5.3 测试目标..................................................................................................55 5.4 测试过程及结果......................................................................................55 5.5 测试总结..................................................................................................60 总结…………………… ......................................................................................................61 致谢……….........................................................................................................................62 参考文献….........................................................................................................................63 第 5 章

西南科技大学本科生毕业论文第1章绪论 1.1 概述音视频通信是继传统文字书信、电报、语音电话以及电子邮件等通信之后，人类通信史上又一简单快捷高效的通信方式。随着全球互联网络的高速发展，计算机应用技术的日益成熟，居住在“地球村”的人们强烈的沟通意识，加速了通信技术发展，特别是即时、简单、快捷地通信技术。诸如电子邮件、MSN、QQ 等多互联网沟通软件高速地走进人们的生活，并逐渐影响到人们生活的各个方面。音视频通信在此过程中也扮演着十分重要的角色，并逐渐代替传统通信技术，走入人们的视野。如可视电话、IPTV、远程监控、远程医疗、音视频会议等音视频应用软件的诞生，扩大了音视频通信应用市场，加快了这一技术的发展。 1.2 国内外发展现状从市场角度而言，音视频通信主要面向三大应用市场：个人市场、企业市场、内容服务市场。个人市场的主要产品是基于桌面型 PC 机的软件系统和低价位的可视电话、机顶盒型可视终端（配合电视使用），普遍的应用模式包括点对点视频通信和小规模视频会议；企业市场主要产品是基于桌面型 PC 机的软件系统、机顶盒可视终端、专用会议室可视终端和协同工作系统；内容服务市场建立基于公共数据网络的通信平台，对用户提供有偿性的服务。其中包括个人通信服务、通用会议服务、网络教学服务等。从中可以得出，音视频的应用市场广泛，需求量大，但大多数依耐于硬件设备，资金投入成本高。受上述因素的制约，目前国内有上海华平、北京华纬讯、深圳优创科技等少数几家公司开发在桌面会议系统、大型会议系统以及电话会议系统上较为成熟。很多在音视频通信领域的通信公司技术还不够成熟，其中的大多数公司还处于发展的初级阶段。 1.3 研究的目的及意义研究该题目的目的和意义，主要有体现在以下两个方面： 1

西南科技大学本科生毕业论文 1、具有显著的技术创新特性随着宽带网络的发展，以 Internet 为基础的网上冲浪、聊天、泡吧等互联网通信技术在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，特别是可视的、及时的音视频通信技术。它与普通的网络通信原理无异，原理简单，相关资料较为丰富，很多著名开发厂商都提供了相应的音视频开发包。如 LINUX 系统上的 G-STREAM,微软的 VFW 开发接口，以及新一代基于 COM 的 Directshow 开发包。然而，由于较于其它通信技术，音视频通信技术起步较晚，未形成相应的开发标准。可供参考的源码或资料较少，或所涉及到的内容较为简单，在实际应用中的作用较小。本课题研发的重点突出在音视频会议上，难点在“基于网络逻辑完全树架构的音视频会议服务模式”的实现上。各个功能模块都是独立进行算法设计与编码实现，具有明显的技术创新性。 2、具有较强的实用性从技术角度而言，国内目前的桌面音视频软件较少，大多面向企业单位，且都依耐于加速硬件；从市场角度而言，有需求就有市场，考虑到目前国内互联网宽带技术的普及，音视频通信软件具有广泛的市场需求。该课题顺利完成后，所研发的音视频通信软件，主要可以实现以下功能：（1）用户可同时与多人进行单人聊天模式（一对一音视频通信）；（2）用户可对在线其它用户发起并召开音视频会议功能；（3）建立在网络逻辑完全树的音视频会议服务模式上，智能的保证通信的流畅性；（4）简单的文字通信、群聊、信息提示等辅助功能。该音视频通信软件不仅仅是对技术的研究和实践；通过适当的技术改进和市场推广，甚至可以进行销售，带来应用价值。无论从技术层面还是市场角度而言，该课题都具有很强的创新性和实用性。 2

西南科技大学本科生毕业论文第2章相关技术介绍 2.1 DirectShow 技术音视频技术发展至今，能实现音视频通信的技术很多,如：G-Stream、QuckTime 以及早期的 VFW 音视频接口。由于没有形成统一的开发标准，不同开发包所开发出来的音视频通信软件不能有效的协作。DirectShow 是一种基于 COM 组件技术的面向对象的媒体开发包，使流媒体的处理变得简单而富有成效，因此，DirectShow 是我们开发音视频通信软件的一个不错的选择。 DirectShow（有时缩写如 DS 或 DShow ），开发代号 Quartz ，是一种由微软公司开发的能够让软件开发者对媒体文件执行各种不同处理的应用程序设计接口，基于微软公司 Windows 构成对象模型（COM）技术，并以 Filter 为基础的框架。DirectShow 作为 windows 平台上的流媒体框架，提供了高质量的多媒体流采集和回放功能。它支持多种多样的媒体文件格式，包括 ASF、 MPEG 、AVI、MP3 和 WAV 文件，同时支持使用 WDM 驱动或早期的 VFW 驱动来进行多媒体流的采集。DirectShow 整合了其它的 DirectX 技术，能自动地侦测并使用可利用的音视频硬件加速，也能支持没有硬件加速的系统。另外，DirectShow 还集成了 DirectX 其它部分（比如 DirectDraw、DirectSound）的技术，直接支持 DVD 的播放，视频的非线性编辑，以及与数字摄像机的数据交换。更值得一提的是，DirectShow 提供的是一种开放式的开发环境，我们可以根据自己的需要定制自己的组件。DirectShow 的系统整体印象，如图 2-1 所示。图 2-1 DirectShow 系统 3

西南科技大学本科生毕业论文图 2-1 中央最大的一块即是 DirectShow 系统。DirectShow 使用一种叫 Filter Graph 的模型来管理整个数据流的处理过程；参与数据处理的各个功能模块叫做 Filter；各个 Filter 在 Filter Graph 中按一定的顺序连接成一条“流水线”协同工作。按照功能来分，Filter 大致分为三类：Source Filters、Transform Filters 和 Rendering Filters。Source Filters 主要负责取得数据，数据源可以是文件、因特网、或者计算机里的采集卡、数字摄像机等，然后将数据往下传输；Transform Fitlers 主要负责数据的格式转换、传输；Rendering Filtes 主要负责数据的最终去向，我们可以将数据送给声卡、显卡进行多媒体的演示，也可以输出到文件进行存储。三个部分并不是都只有一个 Filter 去完成功能。恰恰相反，每个部分往往是有几个 Fitler 协同工作的。比如，Transform Filters 可能包含了一个 Mpeg 的解码 Filter、以及视频色彩空间的转换 Filter、音频采样频率转换 Filter 等。除了系统提供的大量 Filter 外，我们可以定制自己的 Filter，以完成我们需要的功能。图 2-2 所示是一条典型的 Avi 文件回放 Filter Graph 链路：图 2-2 DirectShow Avi文件回放 Filter Graph 链路在 DirectShow 系统之上，是用户应用程序（Application）。应用程序要按照一定的意图建立起相应的 Filter Graph ，然后通过 Filter Graph Manager 来控制整个的数据处理过程。DirectShow 能在 Filter Graph 运行的时候接收到各种事件，并通过消息的方式发送到用户的应用程序。这样，就实现了应用程序与 DirectShow 系统之间的交互。图 2-3 给出了 DirectShow 应用程序开发的一般过程： 4

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