基于H264的多平台视频监控系统的研究与实现

摘要

视频监控系统是安全防范系统的组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着多媒体技术、视频压缩编解码技术、网络通讯技术的发展，数字视频监控系统迅速占领市场。 下一代视频压缩标准--H.264/AVC（ITU-T Recommendation H.264 and ISO/IEC MPEG-4（part10）Advanced Video Coding）能够以较低的码率、较高的压缩比以及较小的失真对图像、视频进行编码，并能够适用于大多数应用场合。H.264/AVC采取了大量的先进算法，在编码效果和实现复杂度之间取得了良好的平衡。与以往技术相比，H.264具有更高的压缩性能，以及更好的网络亲和性。 本文围绕一个基于H.264/AVC编解码方式的，同时具备多平台客户端（Windows，Linux，Arm Linux）的视频监控系统的设计实现展开。 本系统的设计初衷基于两方面原因：一方面，随着Linux和Mac OS等平台的发展，这些操作系统在日常生活中所占的比重越来越大，而目前大部分的监控系统都局限于单一平台，因此迫切需要一种跨多平台的视频监控系统；另一方面，H.264/AVC以较低带宽还原较好图像质量的特点，超越了现有MPEG-X和H26X视频通信标准。在低存储空间的嵌入式设备上，H.264/AVC更能满足其编解码要求；同时也能检测H.264/AVC在低处理效率平台上的实际处理效果，以促进H.264/AVC视频编解码协议的发展。整个系统具有稳定可靠、安装简便、成本低廉等特点。 本文首先介绍分析了视频监控系统的发展现状以及视频监控系统中压缩标准的发展，对其新技术进行了分析，重点介绍H.264的编码思想与框架以及视频传输过程中使用到的关键技术。在此基础上，提出了基于H.264的多平台视频监控系统的设计方案，并分别提出系统各个功能部分的实现设计要点与技术关键，如关键类的设计，捕获视频采用VFW技术（Video For Windows），视频回显调用DrawDib函数集和SDL库，视频帧编解码则封装FFMPEG API接口函数。 本系统采用了复合型客户端/服务器模式，在摄像头与客户端之间增加中间服务器，完成视频的汇集与分发，实现了多点到多点的监控。为了增强实时性，提出客户端采用双队列交替接收数据的方案。而组播技术的引入，则节约了带宽，减轻网络负担。 最终本系统在实验室网络环境下得到验证，并获得了很好的视频监控效果。

目录

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声明

第一章绪论

1.1.视频监控系统的发展现状

1.2.视频监控系统中常用编解码的发展

1.3.课题研究的意义

1.4.论文的主要工作

第二章视频监控系统

2.1.视频监控系统的发展现状

2.2.数字监控录像系统

2.3.嵌入式视频Web服务器方式

第三章视频压缩算法

3.1.编码的基本原理

3.2.H.264编码协议

3.2.1.H.264的发展和编码思想

3.2.2.H.264的技术亮点

3.2.3.H.264的框架

第四章数字视频传输技术

4.1.TCP／IP协议

4.2.IP组播技术

4.3.多媒体通信结构

4.3.1.C／S结构

4.3.2.B／S结构

4.4.套接字技术

第五章ARM架构与Linux平台

5.1.ARM处理器的架构

5.2.Linux操作系统的特点及在嵌入式方面的优势

第六章系统原理和概要设计

6.1.概述

6.2.概要设计

6.2.1.监控摄像头端

6.2.2.服务器端

6.2.3.客户端

第七章详细设计与实现

7.1.监控摄像头端实现

7.1.1.应用类与界面类—CServerApp类和CServerDlg类

7.1.2.摄像头视频捕获类—CVideoCapture类

7.1.3.编解码器管理类—CCodecMgr类

7.1.4.LIDP套接字管理类—CUDPSocket类

7.1.5.多线程

7.2.客户端实现

7.3.1.界面类(UI)

7.3.2.编解码器管理类—CCodecMgr类

7.3.3.视频帧回显

7.3.4.双缓冲队列

7.3.服务器端实现

7.3.1.多线程

7.3.2.数据管理

7.4.网络通信

第八章测试结果

8.1.测试环境

8.2.人机界面

8.3.测试效果

第九章总结

参考文献

致谢

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