基于云计算的城市交通视频监控系统研究

摘要

随着城市建设的快速扩张，作为平安城市和智慧城市建设的重要组成部分，大规模的城市交通视频监控得到了快速的发展。基于云计算架构设计的网络视频监控系统，能够很好的解决目前基于传统方案的视频监控系统常遇到的问题，如：数据处理能力不足、视频文件海量的存储、网络传输带宽资源不足等。论文的主要工作如下：
　　1、将云计算应用到城市交通视频监控中，设计一套基于云计算的城市交通视频监控系统。系统设计围绕阿里云对象存储 OSS技术展开，采用嵌入式 ARM前端与PC相结合的方式，融合Socket编程、H.264编码、图像检测和多线程等技术。本文的具体工作，搭建了嵌入式软件开发环境，研究了阿里云 OSS对上传视频格式的要求，提出了通过ARM前端利用V4L2函数控制摄像头采集公路交通视频数据；采用MFC编码单元，进行视频H.264硬件编码，以克服软件编码效率低下的问题；通过OSS的SDK将视频上传到云端，实现视频在云端的存储；在PC端，通过OpenCV接收来自云端的网络视频串流，在Qt人机交互界面上实现监控视频的显示。
　　2、将视频图像检测与交通路灯控制结合起来，同时达到视频监控和公路照明节能控制的目的。在PC端，对视频进行基于夜间车灯特征识别的图像处理，根据检测到车辆的有无，通过 Socket编程将开关灯的指令发送到嵌入式前端，控制路灯的开闭，从而达到公路照明的节能控制目的。
　　经过系统测试表明，系统运行稳定，视频成功上传到云端，视频监控画面清晰稳定；采用MFC硬件H.264编码与云视频上传相结合的方式，能够提高系统运行效率，减小监控视频延迟；能够准确地检测到车辆，成功控制路灯的开闭，实现了预期功能。

目录

声明

第一章 绪论

§1.1 研究背景及意义

§1.2 视频监控研究现状与难点

§1.3 论文研究内容

§1.4 论文章节安排

第二章 系统设计及开发平台的搭建

§2.1 系统设计方案

§2.2 论文相关技术背景

§2.3 系统软件开发平台的搭建

§2.4 本章总结

第三章 系统软件设计

§3.1 系统软件总体框架

§3.2 多线程设计

§3.3 Socket通信设计

§3.4 人机交互界面设计

§3.5 本章总结

第四章 视频采集与编码

§4.1 V4L2视频采集

§4.2 YUV视频转码

§4.3 H.264视频编码

§4.4 本章总结

第五章 云计算视频存储

§5.1 HLS传输协议

§5.2 阿里云OSS简介

§5.3 OSS的SDK移植

§5.4 视频上传OSS的实现

§5.5 本章总结

第六章 车辆图像检测及系统测试

§6.1 云视频流的获取

§6.2 常见的车辆检测方法

§6.3 图像预处理

§6.4 夜间车辆检测的实现

§6.5 系统测试与分析

§6.6 本章总结

第七章 总结与展望

§7.1 工作总结

§7.2 研究展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间的主要研究成果