基于MPEG-4的网络化数字视频监控系统的设计与实现

摘要

近10年来，随着计算机、网络以及图像处理、通信传输、自动化技术的发展，视频监控技术也有了质的飞跃，视频监控系统从早期的模拟时代进入了数字时代。另一方面，企业的活动范围日益扩大和工作场所(特别是在一些危险性大、人不可直接观察或者不易直接观察的特殊场合)日益增多。因此，应用目前的压缩技术和网络技术，开发一种新型的视频监控系统在实际应用中有着重要的意义。 本文以实际系统为模型，首先分析了视频监控系统中运用的关键性技术：视频压缩技术和多媒体网络传输技术。本系统主要采用MPEG-4视频压缩技术，并结合组播技术，视频流占用的带宽较小，在现有网络上系统运行稳定，图像质量好。系统采用标准的TCP/IP协议，能架构在局域网、广域网、Internet之上。监控系统提供以太网接口，可直接接入局域网交换机或者HUB上，视频数据和控制信号完全通过网络传输。基于该系统的基本功能，本文主要介绍了该系统采用的MPEG-4压缩算法、组播技术、TCP/IP协议等。 另外本文主要论述了视频监控系统的设计思想与实现方法。介绍了该监控系统的总体框架，云台和镜头的远程控制，各部分网络传输工作流程等完整的设计思想及各部分功能模块的实现方法。该监控系统可以对管辖范围内多个本地和远程地点进行实时监控，不同的用户可根据职务分配不同的控制权限。当系统扩充时，只要监控系统硬件资源允许，就只需扩充动态连接库中相应的模块即可，不用对顶层应用程序升级，可保护用户的现有设备投资 基于数字监控系统的基本功能，笔者采用VisualBasic和VisualC++混合编码，着手开发了一套视频网络管理系统，该系统可实现多画面的图像显示、分割、合成、定时录像、抓取图片、循环播放、报警、对指定的监控对象的云台和镜头的远程控制等功能。另外提供了对数字录像的浏览、快进、慢进、停止、倒放功能，可以实现对局部图像的放大、缩小、合成等多种数字图像处理技术。

目录

文摘

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第一章 引言

1.1课题的背景与提出

1.2课题需要解决的关键问题

1.3论文的组织

第二章视频压缩技术

2.1视频压缩的基本概念

2.2视频数据压缩编码方法

2.2.1视频信号的数字化处理

2.2.2空间冗余的压缩及相应的编码方法

2.2.3时间冗余的压缩及相应的编码方法

2.2.4主观冗余的压缩及相应的编码方法

2.2.5熵编码

2.3视频压缩标准的发展

2.4 MPEG-4技术

2.4.1 MPEG4简介

2.4.2 MPEG-4标准的新功能

2.4.3 MPEG-4的关键技术

2.4.4 MPEG4在多媒体通信中的应用前景

第三章MPEG-4编码算法

3.1 AV对象

3.2 MPEG-4的结构和算法

3.3形状编码

3.4运动信息编码

3.4.1运动补偿的基本原理

3.4.2 MPEG-4运动补偿技术

3.5纹理编码

3.6容错和纠错

3.7可扩展性编码

第四章数字视频监控系统的设计与实现

4.1监控系统总体介绍

4.1.1视频服务器

4.1.2监控中心和远程监控端

4.2视频监控系统的硬件结构

4.3监控系统的软件设计

4.3.1应用程序的软件结构

4.3.2 DLL的封装方法

4.3.3视频服务器端软件设计

4.3.4客户端软件设计

4.4软件播放器的设计与实现

4.4.1软件解码过程

4.4.2软件播放器的实现

第五章多媒体视频流网络传输功能的实现

5.1信道环境及其实时性的考虑

5.2 MPEG4视频流的网上传输

5.2.1视频的压缩编码技术

5.2.2网络协议和传输机制的控制

5.2.3应用层质量控制技术

5.2.4在IP网上传输MPEG-4视频流

5.3视频传输与接收设计

5.4文件和控制数据的传输

第六章云台和镜头的远程监控的实现

6.1云台和解码器

6.1.1云台、解码器与服务器的连接

6.1.2服务器端计算机对云台和镜头的控制

6.1.3解码器的控制协议

6.2 Windows环境下的串口编程

6.3云台控制的编码实现

6.3.1控制命令的编码与解码

6.3.2服务器端的编程实现

第七章总结与展望

参考文献

致谢