采用H.264的多模式IP网络视频传输系统研究

摘要

随着社会的进步，视频监控系统正在向数字化、网络化和智能化时代发展，信息联动、统一管理已成为一个必然的趋势，基于IP网的视频监控系统具有体积小、可靠性高、性价比高等特点，本论文研究了一种采用H.264的多模式IP网络视频传输系统。系统以嵌入式硬件平台为基础，综合运用数字视频处理技术、视频压缩编码技术、流媒体技术、IP网络技术等，该系统通过UDP连接至Internet上，可以实时视频监控的数据信息低成本且快捷的传输，实现网络资源的共享。同时，对无法使用有线以太网传输的特殊监控环境，本系统可以在无线Wi-Fi或电力线环境中进行系统的快速搭建，实现移动视频监控，解决了布线复杂、安装不便、传输媒介单一等问题。
　　论文的主要工作具体包括以下几个内容：
　　1）根据系统实际开发需求，定制了基于S3C2440的嵌入式系统软硬件开发平台。
　　2）分析了多模式IP网络视频传输方法，设计并实现了一种基于H.264的多传输模式IP网络视频监控系统。系统采用ARM9 S3C2440作为核心硬件处理器，USB摄像头采集到的视频数据经 X264压缩编码后由 RTP实时传输协议进行网络层的打包，并通过ARM-Linux开发平台与PC机之间建立的UDP Socket在有线以太网、无线Wi-Fi和电力线三种环境中进行网络传输，PC机在接收到视频流后进行解码与实时显示。
　　3）通过搭建测试环境对系统服务器端的压缩编码效率以及系统在有线以太网、无线Wi-Fi、电力线三种传输模式下的视频流传输性能进行了测试和分析。
　　最终，测试数据结果表明该系统具有功耗低、压缩编码效率高、视频画质清晰等特点，虽然有一定时延，但基本能够保证在不同的传输模式中视频传输的实时性。

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1 绪论

1.1 研究的背景和意义

1.2 视频监控的发展历程及其技术发展趋势

1.3 嵌入式系统的发展历程及其技术发展前景

1.4论文研究内容与结构安排

2 多模式IP网络视频传输系统的总体设计

2.1系统总体架构

2.2嵌入式操作系统平台

2.3系统硬件平台

2.4系统应用软件设计

2.5 本章小结

3 视频数据采集与H.264视频流编解码

3.1 V4L2实时视频采集

3.2视频流的X264编码

3.3视频流的FFmpeg解码

3.4 本章小结

4视频流的IP网络传输与实时显示

4.1 TCP/IP协议

4.2 RTP协议

4.3视频流的IP网络传输

4.4 视频流的X-Window实时显示

4.5 本章小结

5 系统测试与结果分析

5.1测试环境的搭建

5.2系统网络连接

5.3实验结果及分析

5.4本章小结

6 总结与展望

6.1 论文的总结

6.2 进一步工作

致谢

参考文献

附录