基于SIP的视频监控系统关键技术研究和系统设计

摘要

随着网络技术的不断发展，不同的视频监控系统之间的互联互通问题成了制约视频监控系统发展的一个重要因素。SIP协议是一种信令控制协议，通过在监控终端中增加对SIP协议的支持，使得任何支持SIP协议的终端都可以加入到系统中获得监控信息。这样就可以形成一个开放的监控系统，实现随时随地地视频监控。 本文对基于SIP的视频监控系统关键技术进行研究，并设计了一个基于SIP协议的视频监控系统。由于视频监控对实时性有很高的要求，本文提出的基于SIP协议的视频监控系统设计方案采用RTAI方式对Linux内核进行改进来提高系统的实时性。本文介绍了如何构建基于SIP的视频监控系统的嵌入式系统开发环境，详细讨论了如何使用Video4Linux接口进行视频图像采集，通过Xvid编解码器进行MPEG-4压缩标准的视频处理。在编解码器的选择方面，考虑到目前存在很多不同的编解码器，为了使视频处理模块可以适应多种编解码方式以及便于功能扩展，从面向对象的观点出发，对所使用的编解码器进行了逻辑上的抽象，使得所有针对编解码器的操作都通过一组标准的、不依赖于具体编解码器的逻辑接口来进行，从而可以不局限于某一种编解码器。本文设计的基于SIP的视频监控系统在传输上采用RTP协议，并对MPEG-4数据流的切分和RTP数据包的生成进行了讨论。为了不对系统的实时性造成不利影响，视频采集、编码和传输模块以多线程方式运行。最后给出了基于SIP的视频监控系统采用的SIP协议栈的设计方案，并在标准SIP上对其进行扩展，通过添加了一个新的请求消息CONTROL来进行监控设备的参数调整。 本文给出了利用SIP协议实现嵌入式视频监控系统的一个基本方案，使得其他支持SIP的系统与本视频监控系统的互通成为可能。它不仅可以作为开发监控系统的一个参考，同时也可以为开发基于SIP的应用积累经验。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2主要研究内容及意义

1.3章节安排

第二章基于SIP的视频监控系统关键技术

2.1视频监控系统概述

2.1.1视频监控系统的发展

2.1.2视频监控系统的应用

2.2 SIP协议

2.2.1 SIP协议的功能和特点

2.2.2 SIP的网络体系

2.2.3 SIP消息

2.2.4 SIP命名机制

2.2.5 SIP会话建立过程

2.3 MPEG-4编码标准

2.3.1 MPEG-4视频的结构

2.3.2 MPEG-4的编解码过程

2.3.3常用的MPEG-4编解码器

2.4 RTP协议

2.4.1 RTP协议概述

2.4.2 RTP报文格式

2.5本章小结

第3章 基于SIP的视频监控系统总体设计和模块划分

3.1监控系统总体设计目标

3.2监控系统功能分析

3.3系统的模块划分与结构分析

3.4 SIP协议应用于监控控制的分析

3.4.1 SIP协议应用于监控控制功能的可行性分析

3.4.2在监控控制中应用SIP协议的优势

3.4.3基于SIP协议的远程控制的总体架构

3.4.4对SIP协议的扩展

3.5本章小结

第4章 嵌入式系统环境搭建

4.1嵌入式系统概述

4.1.1嵌入式系统定义

4.1.2嵌入式系统发展状况

4.1.3嵌入式Linux操作系统简介

4.2 Linux操作系统实时化处理

4.2.1 Linux用于实时系统存在的问题

4.2.2有效的Linux实时性改造方案

4.2.3 RTAI的实现与测试

4.3嵌入式系统实现

4.3.1系统的硬件平台

4.3.2嵌入式系统的开发

4.4本章小结

第5章基于SIP的视频监控系统实现方案

5.1视频数据处理

5.1.1视频图像的采集

5.1.2视频图像的编码与解码

5.1.3视频图像的回放

5.2视频数据传输

5.2.1传输协议的选择

5.2.2涉及到的主要数据结构

5.2.3发送端的实现

5.2.4接收端的实现

5.3基于SIP的视频监控的远程控制

5.3.1 SIP协议栈的工作原理

5.3.2 SIP协议栈的实现

5.3.3控制事件的处理

5.4本章小结

第6章结束语

参考文献

致谢

攻读学位期间公开发表的论文