基于VAP與VSP的遠程視頻系統(tǒng).pdf

1、隨著網(wǎng)絡寬帶技術(shù)、視頻壓縮技術(shù)和集成電子電路技術(shù)的快速發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在向嵌入式、數(shù)字化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展。網(wǎng)絡上傳輸?shù)男畔⒁巡辉倬窒抻谖谋拘畔⒑蛨D片，為了滿足安防系統(tǒng)不斷提高的實時監(jiān)控需求以及解決網(wǎng)絡帶寬不足帶來的矛盾，一種新的媒體技術(shù)應運而生，這就是多媒體壓縮與傳輸技術(shù)，一方面滿足了音視頻數(shù)據(jù)的實時安全傳輸，另一方面，對于音視頻編碼和壓縮技術(shù)以及網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展有著深遠的影響。本文視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用了ARM與DSP雙核設計，ARM芯片

2、在嵌入式系統(tǒng)中主要用于控制和少量的數(shù)據(jù)處理，DSP芯片主要用于編解碼，使得監(jiān)控系統(tǒng)各方面性能都得到大大的提高。本文從目前遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要解決的若干關(guān)鍵問題入手，重點研究了如何搭建LINUX運行環(huán)境與系統(tǒng)的最優(yōu)化設計，H.264的幀間與幀內(nèi)預測算法優(yōu)化和流媒體傳輸與控制中應該注意的關(guān)鍵問題。本研究主要內(nèi)容如下： ⑴設計并實現(xiàn)了網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件、軟件方案，搭建運行平臺和調(diào)試環(huán)境。在硬件選型上考慮了天氣帶來的問題因素，通過軟

3、件來提高視頻質(zhì)量，簡述了視頻數(shù)據(jù)存儲電路的相關(guān)接口設計，研究了如何移植嵌入式LINUX操作系統(tǒng)，編譯設計中所使用的BOOTLOADER、LINUX內(nèi)核，以及如何制作文件系統(tǒng)等。 ⑵針對傳統(tǒng)幀間預測時域相關(guān)性帶來的壓縮效率低的問題，對各種塊（宏塊、宏塊分區(qū)、宏塊子分區(qū)）運動矢量之間進行再預測編碼，利用各矢量間的相關(guān)性，降低傳送矢量的碼率開銷；在參考幀像素間內(nèi)插預測參考值可獲得1/4、1/8像素精度的運動矢量，提高預測精度和壓縮效率

4、；利用單幀和多幀模式算法可以使預測精度提高，壓縮效率上升，而且也增強了抗誤碼干擾的能力。幀間預測仿真實驗結(jié)果表明，在改進的幀間預測算法中，峰值信噪比（PSNR）的下降程度很低，并且平均碼率增加比例均在3．7以上，編碼時間有了近39％的減少，具有較高的編碼效率。 ⑶H.264編碼算法是直接利用空間域進行預測，幀內(nèi)預測是H.264標準的重要特性之一。幀內(nèi)（INTRA）模式中通常直接對宏塊進行DCT變換，對變換系數(shù)進行熵編碼，這樣做在

5、一定程度上消除了幀內(nèi)的空間冗余，但是DCT只是利用了宏塊內(nèi)部像素之間的相關(guān)性，并沒有考慮相鄰宏塊間的相關(guān)性。第三章改進了幀內(nèi)預測模式選擇算法，仿真實驗結(jié)果表明，快速優(yōu)化搜索算法不但在很大程度上降低了H.264幀內(nèi)預測模式選擇過程的復雜性，并且具有很強的自適應性。 ⑷針對傳統(tǒng)流媒體協(xié)議安全性不高及效率低的缺點，本文改進一組能滿足連續(xù)媒體數(shù)據(jù)實時性、等時性和高吞吐量的VSP與VAP協(xié)議。VSP是為了傳送音視頻流數(shù)據(jù)而自定義的一種協(xié)議