基于FFmpeg的网络视频监控系统的设计与实现

摘要

社会经济的不断发展影响着每个人生活的方方面面,人们也逐渐关注起了公共安全问题,相关安防产品的影子正大量出现在我们周围。计算机与网络技术的不断完善使得视频监控具有了数字化、网络化的特点。现在各地市的大学都普遍存在着学生众多,校园周边的环境复杂等特点,尤其是高校的实验室以其重要性、敏感性的特点,需要更高的安全防护措施。然而,RTP/RTCP协议在有些情况下并不合适,针对特定问题需要对协议进行不同程度的二次开发;另一方面,在移动互联网快速发展的今天,系统终端变得多样化,让人们对监控方式和监控手段有了多样性、灵活性的新需求。本文针对这两方面的问题,结合最新的科技动态,设计并实现了一套完整的解决方案。
　　本文使用了FFmpeg这一跨平台的多媒体解决方案来负责混流、解码、编码的工作,采用了最新的H.264的编码标准来提高压缩率。制定了应用层协议以保证高效简洁的通信,加强了信息的交互,提高了客户端在媒体控制中的作用。服务器使用POSIX线程标准,提供了TCP和UDP两种协议的支持,根据嵌入式平台的特点,在自适应码率、多客户连接等方面进行了细致的设计。客户端拥有良好的人机界面,采用Qt框架来实现多平台的支持,不仅支持桌面环境,还支持嵌入式环境和众多的智能移动终端。论文主要的工作如下:
　　①研究了V4L2接口和FFmpeg多媒体解决方案,详细介绍了用V4L2接口来采集数据的一般步骤和FFmpeg编解码的一般流程。
　　②完成了嵌入式平台环境的搭建,内容涉及交叉环境的建立、Bootloader的移植、x264与FFmpeg的安装和移植等。
　　③研究了Linux网络模型和POSIX线程,开发出了高可靠性、支持多连接且自适应码率的实时视频服务器。根据实时性的要求制定了应用层协议,增强了客户与服务器间的交互,并将视频质量配置的决定权移至客户端,建立了客户端导向性的处理模式。
　　④研究了Qt框架的特点并几个主要的模块,然后从类间的联系和模块划分的角度对客户端软件的设计进行了详细的阐述。