基于H.264的实时远程视频监控系统的总体架构

摘要

H.264是国际电联ITU-T的视频编码专家组VCEG和国际标准化组织ISO/IEC的活动图像专家组MPEG联合制定的视频编码新标准，其目的是为了获得更好的图像压缩效果和更好地适应不同的网络环境。 本文首先介绍视频编码新技术H.264，其中讨论了H.264中所采用的新技术。然后重点介绍基于H.264的工程应用实例——基于H.64的公共信息亭实时远程视频监控系统的总体架构。在分析视频监控系统网络化趋势和实时性要求的基础上，本系统采用以DSP TMS320C6416和ARM微控制器为核心的支持IP网络的嵌入式H.264视频编码器。给出了系统结构原理及硬件设计，实现了DSP编码算法和面向RTP/UDP/IP的NAL接口。同时对实现实时远程视频监控系统的关键传输技术进行了较深入的研究，解决了视频数据连续性和视频数据丢包等问题。测试表明，系统能够进行高质量的视频网络化传输。 本系统实现了信息亭数字化和网络化的监控系统，从亭子自身安全防护、集中管理发面发挥效益，为苏州的数字化建设打下了坚实的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章概述

1.1本文背景

1.1.1 H.264技术提出背景

1.1.2本文工程提出背景

1.2本系统简介

1.3本文工作与论文结构

1.3.1本文工作

1.3.2本文结构

第二章视频编码新标准H.264技术介绍

2.1 H.264技术的概述及背景

2.2 H.264视频编码标准的主要目标和特点

2.3 H.264的技术亮点

2.3.1可变长编码(VLC)的改变

2.3.2 4×4块的整数变换

2.3.3高精度、多模式运动估计算法

2.3.4帧内预测

2.3.5编码结构的分层设计

2.3.6有利于面向IP和无线环境的差错恢复和码率控制

2.3.7实现难度

第三章H.264编码技术在信息亭实时远程视频监控系统中的运用

3.1基于IP网络的视频监控系统与传统视频监控系统的对比

3.1.1传统视频监控系统基本工作原理

3.1.2基于IP网络的视频监控系统的网络结构

3.2 H.264与MPEG4的对比

3.2.1国际标准的进程(H.264是数字视频编解码算法未来的标准)

3.2.2 H.264与MPEG-4压缩技术码流的比较

3.2.3 H.264在极低码率下与MPEG-4比较

3.2.4 H.264在中低码率下与MPEG-4比较

3.2.5 H.264与MPEG-4的画面效果比较

3.3 H.264编码器概述与系统分析

3.3.1 C6416与S3C4510B接口模块

3.3.2视频采集

3.3.3主处理器模块

3.3.4面向RTP的NAL接口

3.4 H.264/AVC编码及关健技术

3.5 H.264算法的DSP实现和优化

3.5.1代码实现

3.5.2 H.264的DSP算法优化

3.6 H.264编码器性能指标与评价

第四章信息亭实时远程视频监控系统运用的关键传输技术

4.1 RTP/RTCP

4.1.1 RTP/RTCP简介

4.1.2视频数据连续性保证

4.1.3视频数据丢包应对

4.1.4传输速率控制

4.2缓冲区设计、多线程协同工作

4.2.1接收端多缓冲区设计

4.2.2多线程协同工作流程图

4.2.3视频接收工作线程流程图

4.3 WinSocket I/O模型

4.3.1重叠I/O模型

4.3.2 Select I/O模型

4.4性能评价及传输图象参考界面

总结与展望

参考文献

攻读学位期间本人发表论文

附 录

致 谢