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技术 2022年11月23日
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转自:http://blog.csdn.net/kof98765/article/details/17733701

1 音视频实时传输
1.1 Jrtplib库介绍
本系统采用开源库Jrtplib进行RTP传输模块的开发。Jrtplib库是由比利时Hasselt大学EDM(Expertise Centre for Digital Media)开发的一个用C++语言实现的完全开源的RTP库,目前已经可以运行在Windows、Linux、FreeBSD、Solaris、Unix和VxWorks等多种操作系统上,其现有的最新版本为Jrtplib3.7.1。
Jrtplib完全遵循RFC3550标准设计,提供了丰富的接口,使用win32 socket实现网络通讯。应用该库进行开发设计时,开发人员只需要关心RTP负载、RTCP负载、时间戳增量、发送目标地址及端口、RTCP带宽及发送间隔等最基本的问题,而不必考虑一些琐碎的细节,可以从Jrtplib的网站(http://lumumba.luc.ac.be/jori/jrtplib/jrtplib.html)下载更新的源码包。
1.2 Jrtplib初始化
在使用Jrtplib进行实时流媒体数据传输之前,首先应该生成RTPSession类的一个实例来表示此次RTP会话,然后调用Create() 方法来对其进行初始化操作。RTPSession类的Create()方法只有一个参数,用来指明此次RTP会话所采用的端口号。示例1中给出了一个最简单的初始化框架,它只是完成了RTP会话的初始化工作,还不具备任何实际的功能。
1、initial.cpp
#include “rtpsession.h”
int main(void)
{
RTPSession sess;
sess.Create(5000);
return 0;
}
如果RTP会话创建过程失败,Create()方法将会返回一个负数,通过它虽然可以很容易地判断出函数调用究竟是成功的还是失败的,但却很难明白出错的原因到底什么。Jrtplib采用了统一的错误处理机制,它提供的所有函数如果返回负数就表明出现了某种形式的错误,而具体的出错信息则可以通过调用 RTPGetErrorString()函数得到。RTPGetErrorString()函数将错误代码作为参数传入,然后返回该错误代码所对应的错误信息。示例2给出了一个更加完整的初始化框架,它可以对RTP会话初始化过程中所产生的错误进行更好的处理:
2、framework.cpp
#include
#include “rtpsession.h”
int main(void)
{
RTPSession sess;
int status;
char* msg;
sess.Create(6000);
msg = RTPGetErrorString(status);
printf(“Error String:%s\\n”,msg);
return 0;
}
设置恰当的时戳单元,是RTP会话初始化过程所要进行的另外一项重要工作,这是通过调用RTPSession类的SetTimestampUnit ()方法来实现的,该方法同样也只有一个参数,表示的是以秒为单元的时戳单元。例如,当使用RTP会话传输8000Hz采样的音频数据时,由于时戳每秒钟将递增8000,所以时戳单元相应地应该被设置成1/8000:
sess.SetTimestampUnit(1.0/8000.0);
1.3 Jrtplib数据发送
当RTP会话成功建立起来之后,接下去就可以开始进行流媒体数据的实时传输了。首先需要设置好数据发送的目标地址,RTP协议允许同一会话存在多个目标地址,这可以通过调用RTPSession类的AddDestination()、DeleteDestination()和 ClearDestinations()方法来完成。例如,下面的语句表示的是让RTP会话将数据发送到本地主机的6000端口:
unsigned long addr = ntohl(inet_addr(“127.0.0.1”));
sess.AddDestination(addr, 6000);
目标地址全部指定之后,接着就可以调用RTPSession类的SendPacket()方法,向所有的目标地址发送流媒体数据。SendPacket()是RTPSession类提供的一个重载函数,它具有下列多种形式:
int SendPacket(void *data,int len)
int SendPacket(void *data,int len,unsigned char pt,bool mark,unsigned long timestampinc)
int SendPacket(void *data,int len,unsigned short hdrextID,void *hdrextdata,int numhdrextwords)
int SendPacket(void *data,int len,unsigned char pt,bool mark,unsigned long timestampinc,unsigned short hdrextID,void *hdrextdata,int numhdrextwords)
SendPacket()最典型的用法是类似于下面的语句,其中第一个参数是要被发送的数据,而第二个参数则指明将要发送数据的长度,再往后依次是RTP负载类型、标识和时戳增量。
sess.SendPacket(buffer,5,0,false,10);
对于同一个RTP会话来讲,负载类型、标识和时戳增量通常来讲都是相同的,Jrtplib允许将它们设置为会话的默认参数,这是通过调用 RTPSession类的SetDefaultPayloadType()、SetDefaultMark()和 SetDefaultTimeStampIncrement()方法来完成的。为RTP会话设置这些默认参数的好处是可以简化数据的发送,例如,如果为 RTP会话设置了默认参数:
sess.SetDefaultPayloadType(0);
sess.SetDefaultMark(false);
sess.SetDefaultTimeStampIncrement(10);
之后在进行数据发送时只需指明要发送的数据及其长度就可以了:
sess.SendPacket(buffer,5);
1.4 Jrtplib数据接收
对于流媒体数据的接收端,首先需要调用RTPSession类的PollData()方法来接收发送过来的RTP或者RTCP数据报。由于同一个 RTP会话中允许有多个参与者(源),既可以通过调用RTPSession类的GotoFirstSource()和GotoNextSource() 方法来遍历所有的源,也可以通过调用RTPSession类的GotoFirstSourceWithData()和 GotoNextSourceWithData()方法来遍历那些携带有数据的源。在从RTP会话中检测出有效的数据源之后,接下去就可以调用 RTPSession类的GetNextPacket()方法从中抽取RTP数据报,当接收到的RTP数据报处理完之后,一定要记得及时释放。下面的代码示范了该如何对接收到的RTP数据报进行处理:
if (sess.GotoFirstSourceWithData()) {
do {
RTPPacket *pack;
pack = sess.GetNextPacket(); // 处理接收到的数据
delete pack;
} while (sess.GotoNextSourceWithData());
}
Jrtplib为RTP数据报定义了三种接收模式,其中每种接收模式都具体规定了哪些到达的RTP数据报将会被接受,而哪些到达的RTP数据报将会被拒绝。通过调用RTPSession类的SetReceiveMode()方法可以设置下列这些接收模式:
a) RECEIVEMODE_ALL 缺省的接收模式,所有到达的RTP数据报都将被接受;
b) RECEIVEMODE_IGNORESOME 除了某些特定的发送者之外,所有到达的RTP数据报都将被接受,而被拒绝的发送者列表可以通过调用AddToIgnoreList()、DeleteFromIgnoreList()和ClearIgnoreList()方法来进行设置;
c) RECEIVEMODE_ACCEPTSOME 除了某些特定的发送者之外,所有到达的RTP数据报都将被拒绝,而被接受的发送者列表可以通过调用AddToAcceptList ()、DeleteFromAcceptList()和ClearAcceptList ()方法来进行设置。
2 音视频同步
2.1 RTCP控制参数
由于音视频流作为不同的RTP会话传送,它们在RTP层无直接关联。尽管由一个数据源发出的不同的流具有不同的同步源标识(SSRC),为能进行流同步,RTCP要求发送方给接收方传送一个唯一的标识数据源的规范名(canonical name),应用层藉此关联音视频流,以便实现同步。
RTP/ RTCP中有时间戳(相对和绝对)和序列号等信息,可以利用它实现基于时间戳的多媒体流同步。使用相对时间戳和序列号实现流内同步;使用相对和绝对时间戳的对应关系实现流间同步。获得相对与绝对时间戳的算法如下:
while ((pack = GetNextPacket()) != NULL)
{
if(srcdat->SR_HasInfo() && srcdat->SR_GetRTPTimestamp() != app->mvideortcprtp)
{
app->mvideortcprtp = srcdat->SR_GetRTPTimestamp();
app->mvideortcpntp = srcdat->SR_GetNTPTimestamp().GetMSW();
srcdat->FlushPackets(); }
DeletePacket(pack);
}

2.2 音视频流间同步实现

发送端在发送音视频数据时,同时也会发送SR包,这样可以使接收方能够正确使音视频同步播放。具体实现方法是在接收方每次接收数据包后,再遍历一次数据源,获取所有源端的SS_RTPTime与SS_NTPTime这两则数据,通过获取音频端与视频端的数据,可以利用下面的公式进行计算。先描述变量如表2.1所列:
表 2.1 变量描述表
类型
RTP数据
NTP数据
RTP时戳频率
音频
Audio_SRRTPTime
Audio_SRNTPTime
Audio_Fre
视频
Video_SRRTPTime
Video_SRNTPTime
Video_Fre
从SR包中可以读出音频与视频的RTP与NTP数据,而需要计算的是时戳频率,利用下述公式:
Audio_Fre=(AudioSRRTPtime2- AudioSRRTPtime1)/( AudioSRNTPtime2- AudioSRNTPtime1); (4.3)
Video_Fre=( VideoSRRTPtime2- VideoSRRTPtime1)/( VideoSRNTPtime2- Video SRNTPtime1); (4.4)
然后计算视频RTP的时间,即:
Video_RTPTime=Video_SRRTPTime+(Audio_SRNTP-Video_SRNTP)×Video_Fre;
(4.5)
最后按式 (4.6)即可计算出Video_TRUERTP时间,将其与从RTP包中读出的时间进行比较,就可以进行同步播放了。
(Video_TRUERTP-Video_RTPTime)/Video_Fre=(Audio_TRUERTP-Audio_SRRTPTime)/Audio_Fre; (4.6)
下面采用临时缓冲区的方法来同步音视频。因为要保证音频优先正常传输,所以本系统以音频为主轴,视频为辅轴。以最大延迟时间为缓冲区大小,存放M个音频帧数据。当接收端获得M个音频帧后开始播放音频,每次获得视频帧时,就计算出当前视频应当播放RTP时间与现有RTP时间进行比对,如若在120ms以内,迅速播放;延迟120ms以上,则扔掉,然后比对下一帧;还在120ms以内,放入视频缓冲区内进行储存,如果视频缓冲区的大小超过了最大临时缓冲区的数值,依旧开始播放。

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