基于C_S结构的分布式数字视频监控系统的设计和实现.pdf

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1、第7卷第6期2007年3月科学技术与工程Vol.7No.6Mar.2007167121819(2007)620988205ScienceTechnologyandEngineeringZ2007Sci.Tech.Engng.基于C/S结构的分布式数字视频监控系统的设计和实现李红英吴健陈帆摘要结合当前视频技术、计算机网络技术、通信技术的发展,介绍了基于C/S结构的分布式数字视频监控系统的设计和实现,详细描述了各模块的功能与实现,对系统中的关键技术,如C/S结构、视频编码技术和网络实时传输技术等进行了讨论。关键词视频监控分布式C/SMPEG中图法

2、分类号TN948.43;文献标识码A随着网络的不断发展,在视频监控应用中,传统的工业电视监控逐步被数字视频监控所取代。由于监控点的分布特点,分布式视频监控系统的应用就越来越广泛。如何充分利用现有的计算机和[4]网络技术,更为有效地构建视频监控系统,满足用户的需求正在受到人们的关注。本文设计了一种分布式网络视频监控系统;该系统采用分布式图1C/S结构示意图C/S架构对系统进行设计,并采用流媒体技术,通过IP多播技术、RTP/RTCP实时传送视频监控流。该结构中由客户端提供用户界面并运行逻辑处理,由数据服务器接收客户端SQL语句并对数据1系统软件

3、模型库进行查询,然后返回查询结果。客户端主要负责向服务端发出获取服务端屏幕图像数据的请求,把监控系统的软件结构直接影响系统的性能,认从服务端发送来的屏幕图像在本地实时地显示出识各种软件结构的特征,并根据实际情况进行系统来;而服务端主要负责响应客户端的请求,并抓取的选型,对于成功开发一个系统是非常关键的。与发送屏幕图像。1.1C/S结构1.2图像压缩编码技术在本软件设计中,采用典型的C/S结构,由客由于服务端所抓取的屏幕图像一般为位图格户端与服务端两部分构成。客户/服务器模式的最式,其数据量较大,若直接发送则会导致占用网络显著特点是非对等作用,

4、即客户相对于服务器处于带宽过大、实时性差、占用系统资源过多和稳定性不平等的地位,服务端提供服务,客户端提供请求。差等问题;因此,需经过压缩后才能将其发送给客这很好地适应了当前网络中大量存在的资源分布户端,而客户端相应地也要将接受到的屏幕图像数和运算能力不均的现状。结构如图1所示。据进行解压缩后才能正确地将屏幕图像显示出来。由此可知,采用适当的视频压缩方法及提供有效的2006年10月19日收到实时传输和拥塞控制显得极为重要,图像编解码技第一作者简介:李红英:西北工业大学计算机学院硕士研究生。术是远程实时监控中的关键技术之一。主要的图6期李红英,

5、等:基于C/S结构的分布式数字视频监控系统的设计和实现989像压缩标准有MPEG21、MPEG22、MPEG24、H.在数字视频监控中采用MPEG24编码很容易得到当[5]261、H.263、H.264等。MPEG21格式压缩率不高时现场清晰的图像。(平均只有50:1),需要很高的传输速率。在现有的1.3系统的实时传输设计及拥塞控制实现实际网络带宽下,很难得到实时流畅的图像。另数字视频监控系统应具有1)实时性,如实时压外,低压缩的视频数据需要网络分配很大一部分带缩、解压缩、传输、同步;2)分布性:现场图像采集和宽,往往也会造成网络拥塞。目前,

6、在低带宽上传发送主机和图像接收显示主机位于不同地点,通过输活动视频的另一个解决方案就是采用H.263标计算机局域网或广域网连接;3)同步性,尽管视频准,尽管H.263也具有较高的压缩比,但是图像质信息具有分布性,但在用户终端显示时必须保持同量差于MPEG24,灵活性也差于MPEG24。MPEG24步;另外,声音与视频也必须保持同步。和H.264都是新一代的图像压缩技术标准,而为确保数据的实时性和同步性,国际通信联合MPEG24在基于内容的存储及检索方面较H.264更会(InternationalTelecommunicationUnion,I

7、TU)和国为灵活和技术成熟;另外MPEG24能利用在很窄的际互联网工程任务组(InternetEngineeringTask[1,2]带宽,通过帧重建技术压缩和传输数据,使得能够Force,IETF)设计了实时传输协议RTP(Real2以最少的数据获得最佳的图像质量,适合于在远程TimeTransportProtocol)来解决传输实时性数据的难数字视频监控系统中应用。题。RTP一般运行在不可靠的协议层上,如UDP,与其他压缩标准相比。MPEG24最大的特点是为确保数据的有效可靠性传输,RTCP(Real2time其更适于交互AV服务以及远程

8、监控。TransportControlProtocol)是设计和RTP一起使用MPEG24是第一个使用户可在接收端对画面进的、进行流量控制和拥塞控制的服务控制协议。