多媒體數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

多媒體數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀近年來，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展極大地促進(jìn)了監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展和更新。目前，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)逐漸不適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。監(jiān)控產(chǎn)品也正經(jīng)歷著從模擬化向數(shù)字化以及網(wǎng)絡(luò)化的革命。目前新崛起的以計(jì)算機(jī)技術(shù)及圖像視頻壓縮為核心的新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用,它具有傳統(tǒng)模擬監(jiān)控?zé)o法比擬的優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的局限性，正在逐步取代模擬監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)綜合了數(shù)字化圖像處理與視頻信息處理技術(shù)、嵌入式技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制等技術(shù)，符合當(dāng)前信息社會(huì)中數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展趨勢(shì)，可廣泛應(yīng)用于交通監(jiān)控、醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)、銀行安全監(jiān)控、家居安全監(jiān)控、視頻會(huì)議和視頻點(diǎn)播、銀行證券操作與安全監(jiān)控、遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)上演示、新聞實(shí)況直播等諸多領(lǐng)域，而且其成本將隨著技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的普及而大大降低，具有廣闊的應(yīng)用前景，隨著寬帶網(wǎng)的普及和技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控必將成為未來視頻監(jiān)控設(shè)備的發(fā)展方向。2.視頻監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)中心單元本系統(tǒng)包括本地和遠(yuǎn)程監(jiān)控兩個(gè)部分,由遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)和主機(jī)組成,在遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)和監(jiān)控中心通過網(wǎng)絡(luò)和通信線路連接其結(jié)構(gòu)如圖所示:在每個(gè)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)都有若干個(gè)攝像頭,內(nèi)含視頻采集卡,和視頻服務(wù)軟件,對(duì)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,實(shí)時(shí)播放,實(shí)時(shí)存儲(chǔ),同時(shí)還要發(fā)送實(shí)時(shí)圖像。監(jiān)控中心由一臺(tái)或多臺(tái)相對(duì)配置較高的監(jiān)控主機(jī)組成。在監(jiān)控中心可以任意對(duì)各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，它可以完成對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收,播放,控制以及存儲(chǔ)。主機(jī)、視頻采集卡、視頻圖像處理軟件,圖像發(fā)送軟件構(gòu)成了監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)中心單元,網(wǎng)絡(luò)工作站及監(jiān)控中心控制軟件為用戶接收單元。各部分協(xié)調(diào)工作,構(gòu)成了多媒體視頻監(jiān)控系統(tǒng)。3.視頻編解碼Vweb公司的VW2010A/V/S編解碼芯片，可以實(shí)現(xiàn)MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和H.263的視頻編解碼，支持CIF(352*288)、D1(704*576)高分辨率圖像編解碼，可以編恒速碼流或變速碼流，碼流速率為22.5kbps～15Mbps，編解碼能同時(shí)進(jìn)行，可實(shí)現(xiàn)Codec、轉(zhuǎn)碼功能，還可以進(jìn)行MP3、AAC、AC-3和G.7xx等多種格式的音頻編解碼。4.執(zhí)行計(jì)劃4.1基于對(duì)象的交互功能MPEG視頻編碼算法，既能夠提高壓縮比，又能夠?qū)崿F(xiàn)基于對(duì)象的交互功能，它具有基于對(duì)象的分級(jí)功能，使得用戶在可以方便的控制碼率的同時(shí)，又可以通過交互功能選擇分辨率和幀率，以得到更好的視頻效果或獲得某一對(duì)象局部的細(xì)節(jié)。4.2媒體流式應(yīng)用架構(gòu)而DirectShow技術(shù)適應(yīng)了多媒體流式應(yīng)用的特點(diǎn)，針對(duì)快速的數(shù)據(jù)處理要求、音視頻流的同步、媒體流的格式轉(zhuǎn)換等，提供了成熟而有效的應(yīng)用架構(gòu)。4.3編解碼芯片選型同時(shí),VW2010芯片支持編碼、解碼同步進(jìn)行,處理能力一流,為市面上最為強(qiáng)勁的編解碼芯片。MPEG編、解碼技術(shù)也是非常成熟的視頻解碼技術(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)極高的可靠性。5.視頻壓縮技術(shù)關(guān)于視頻壓縮的算法和標(biāo)準(zhǔn)很多,其中ISO與IEC聯(lián)合制訂的MPEG系列和ITU-T制訂的H.XXX系列標(biāo)準(zhǔn)占視頻壓縮編碼技術(shù)的主導(dǎo)地位,常用的壓縮算法有MPEG1,H.263等,另外ISO和CCITT為靜態(tài)圖像制定的JPEG數(shù)字圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn),（也廣泛運(yùn)用于壓縮圖像序列視頻),如圖所示。以上算法各有優(yōu)勢(shì)，對(duì)于不同信道可采取不同的編碼方案,以滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控的需求6.視頻數(shù)據(jù)接收、發(fā)送、上傳模塊該系統(tǒng)采用的是典型的套接字客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu),它由客戶端的監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的視頻數(shù)據(jù)采集、發(fā)送模塊和服務(wù)端的視頻數(shù)據(jù)接收、發(fā)送、播放模塊組成。視頻接收播放模塊,獨(dú)立運(yùn)行在服務(wù)器主機(jī)上,它接收視頻流加以保存并實(shí)時(shí)播放顯示。視頻發(fā)送模塊運(yùn)行在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的主機(jī)上,主要實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ),負(fù)責(zé)對(duì)視頻采集卡的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送進(jìn)行管理,并在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中組播發(fā)送數(shù)據(jù)流。視頻數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的具體過程如圖所示：7.視頻監(jiān)控系統(tǒng)的綜合技術(shù)本文介紹了基于V