随着嵌入式技术的飞速发展,移动智能终端的功能更加丰富,人们对于多媒体信息的需求也不断提高。而视频信息则是多媒体无线传输及应用的最大热点,面向无线通信的视频编解码与传输技术已引起国内外学者的广泛兴趣。目前,对无线视频传输的研究主要集中在3G网络,或者利用WI-FI组建宽带局域网传输视频,通过一些低码率的无线信道传输视频的研究不是很多。最近几年关于物联网技术的研究十分广泛,但是目前这种无线短距离数据传输技术的主要功能是传输信息量较小的传感器所采集的信息。随着微电子、射频技术的不断发展,ZigBee的传输速率已经可以达到625kbps。而新一代视频压缩标准H.264/AVC的提出大大改善了视频的压缩性能,在同样的视觉质量下,H.264的压缩效率要比MPEG-4提高约50%的效率。因此在ZigBee网络中传输低码率视频码流值得研究。本文针对无线信道带宽窄、波动大等特点,着重研究了低码率无线视频传输的码率控制方法,使得H.264编码器输出的视频码率更加平稳,从而提高在无线信道中的传输质量。本文在研究JM标准软件中码率控制方案的前提下,提出了基于图像灰度差值的帧层目标比特分配算法,以及在计算量化参数时提出了根据稳定因子来确定量化参数的计算方法。实验结果表明,该算法在码率的控制精度上有所提高,并且输出的码率比标准算法更加的平稳,更加适应无线信道的传输；同时本文的码率控制算法在视频质量的控制方面也有所提升,与标准算法相比,本文提出的算法在视频的峰值信噪比方面提高了约0.28dB。为了能够了解视频在ZigBee信道中的传输特性,本文采用NS2(Network Simulator)仿真软件构建一个2.4GHz频段、最大传输速率为250kbps的ZigBee网络环境,并在该ZigBee环境与编码器之间建立一个中间连接件,从而使得H.264编解码器和ZigBee网络组成一个视频传输模型。通过仿真比较,当码率不超过128kbps时误码率较小,在单跳网络中传输的视频码流解码后图像可以接受。同时本文提出的码率控制算法比标准算法的码率控制算法在视频传输控制时效果更好。为了验证ZigBee的低码率视频传输性能,使用三个ZigBee模块组成一个单跳网络,ARM11嵌入式平台作为接收端,PC机作为发送端,从而组成一个硬件传输平台。通过实验对比,在128kbps波特率下,误码率在3-5%；在64kbps波特率下,误码率在1%-2%；在256kbps码率下,误码率超过50%。因此,在ZigBee无线网络中传输低码率视频可以实现。
