基于IP组播技术的数字化网络视频监控系统的研究
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摘要
随着网络技术、通信技术和视频技术的发展,视频监控逐渐步入了全数字化网络阶段。本研究围绕视频监控系统设计中的网络视频传输的实时性和QoS两大重要指标,从“解决传输层协议问题”入手,通过对TCP协议、UDP协议以及RTP/RTCP协议的比较,针对网络视频监控系统多用户共享视频信息的特点,提出了“基于UDP和RTP/RTCP协议的视频IP组播实时传输”的设计思想,并采用可视化编程技术进行了模拟实现。
在视频监控系统设计中,考虑了大量视音频数据的实时处理、存储以及服务器和远程客户端的硬盘容量等关键因素。视音频压缩采用了最新的MPEG—4视音频压缩卡进行视音频信息的采集和压缩。在监控软件设计部分,研究了在Windows 2000操作系统下的监控软件的总体结构,引入面向对象的编程思想进行设计,选用Visual C++作为软件开发平台,并将多线程技术和模块化设计结合起来,给出了软件的流程图以及各个模块的具体实现方法。在附录里给出了自行设计的部分核心源代码。
本研究在实时视频网络监控技术方面做了些有益的工作,其结果有望在实际中予以应用。
With the development of network technology、communication technology and digital video technology、the video surveillance system goes to the completely digital network time step by step. In the thesis, problem of real-time performance and QoS of video transmission are addressed comprehensively. From "the solution transmission level agreement question" obtaining, through comparing TCP、UDP、RTP and RTCP and aiming at the characteristic of digital video surveillance system that many users would share video information in the same time, proposed "based on UDP and RTP/RTCP agreement video surveillance IP multicast real-time transmission" the design concept, and used the visualization programming technology to carry out the simulation realization.
In the design of the video surveillance system, we considered some key factors such as the system must deal with and store a great deal video and audio data, the capability of the hard disk in the server and client. In the part of video compression, we choose the currently MPEG-4 video constringent card to complete the collecting and compression of the video and audio signals . In the part of software design ,we research the whole structure of the surveillance software under the windows 2000 operation system, then import the object oriented ideas and choose the visual C++ as platform of software design. We combined the multithreading technique with the modularization and gave the flow charts of each module and the detailed realization for IP multicast, at the same time ,we have given the partial core source codes in the appendix which are designed independently.
The thesis did some useful work to accelerate the development of the real-time video surveillance system in the security field, and its result can be applied in reality.
在视频监控系统设计中,考虑了大量视音频数据的实时处理、存储以及服务器和远程客户端的硬盘容量等关键因素。视音频压缩采用了最新的MPEG—4视音频压缩卡进行视音频信息的采集和压缩。在监控软件设计部分,研究了在Windows 2000操作系统下的监控软件的总体结构,引入面向对象的编程思想进行设计,选用Visual C++作为软件开发平台,并将多线程技术和模块化设计结合起来,给出了软件的流程图以及各个模块的具体实现方法。在附录里给出了自行设计的部分核心源代码。
本研究在实时视频网络监控技术方面做了些有益的工作,其结果有望在实际中予以应用。
With the development of network technology、communication technology and digital video technology、the video surveillance system goes to the completely digital network time step by step. In the thesis, problem of real-time performance and QoS of video transmission are addressed comprehensively. From "the solution transmission level agreement question" obtaining, through comparing TCP、UDP、RTP and RTCP and aiming at the characteristic of digital video surveillance system that many users would share video information in the same time, proposed "based on UDP and RTP/RTCP agreement video surveillance IP multicast real-time transmission" the design concept, and used the visualization programming technology to carry out the simulation realization.
In the design of the video surveillance system, we considered some key factors such as the system must deal with and store a great deal video and audio data, the capability of the hard disk in the server and client. In the part of video compression, we choose the currently MPEG-4 video constringent card to complete the collecting and compression of the video and audio signals . In the part of software design ,we research the whole structure of the surveillance software under the windows 2000 operation system, then import the object oriented ideas and choose the visual C++ as platform of software design. We combined the multithreading technique with the modularization and gave the flow charts of each module and the detailed realization for IP multicast, at the same time ,we have given the partial core source codes in the appendix which are designed independently.
The thesis did some useful work to accelerate the development of the real-time video surveillance system in the security field, and its result can be applied in reality.
引文
[1]刘富强,卢赤班.数字视频监控系统及其应用.工矿自动化,2003(6):31-33
[2]韦锦山.网络视频监控系统的新发展.通讯世界.2002,5
[3]李波.数字视频监控系统:多一双眼睛看世界.科技日报,2001(11)
[4]路林吉,吕新荣.数字图像监控技术讲座:用于数字监控的图像压缩技术.电子技术,2001(8):56-59
[5]精英科技.视频压缩与音频编码技术.北京:中国电力出版社,2001:171-402
[6]ITU-T Recommendation H.261,Video code for audio visual services at Px64kbits/s,1993
[7]ITU-T Recommendation H.263,Video code for low bitrate communication,1996
[8]ISO/IEC 11172-1:1993,Information technology-coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1.5Mbit/s-Part1:System
[9]ISO/IEC 11172-1:1993,Information technology-coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1.5Mbit/s-Part1:Video
[10]ISO/IEC 11172-1:1993,Information technology-coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1.5Mbit/s-Part1:Audio
[11]李斌,李伦.MPEG-1-MPEG-7的分析与评价.电视技术,2001(1):16-21
[12]ISO/IEC JTcl/SC29/WG11 N2323-1998.Overview of the MPEG-4 standard.Dublin Ireland.
[13]王相海,张福炎.MPEG-4自然视频编码工具和算法.计算机科学.2001(1):1-7
[14]沈承东,谭庆平.基于MPEG4的数字视频监控系统的设计和实现.计算机工程,2002,28(8):235-237
[15]钟玉琢,贺玉文,王琪.基于对象的多媒体数据压缩编码国际标准MPEG-4及其校验模型.北京:科学出版社,2000,10
[16]张亚妮.MPEG-4标准浅析.电视技术,2002(5):99-101
[17]吴捷.题名:[数字视频监控系统中的存储、运动检测与传输].保存地点:北京理工大学,2002
[18]谢希仁.计算机网络(第四版).北京:电子工业出版社,2003:248-276
[19]W.Richard Stevens.TCP/IP协议详解卷1:协议.范建华等议.北京:机械工业出版社,2000,4
[20]孙学军,喻梅.计算机网络.北京:电子工业出版社,2003:59-89
[21]徐立新,李宗斌,陈富民.IP组播技术的研究与应用实现.计算机工程与设计,2002,23(5):39-42
[22]刘祎,徐曼,谢俊元.IP组播技术在远程视频监控系统中的应用.计算机应用研究,2002(2):108-110
[23]W.Melody Moh,Yin Chen.Multicasting flow control for hybrid wired/wireless ATM networks.Performance Evaluation 2000(40):161-194
[24]Johnson V.Introducing to IP multicast routing.Stardust Technology Inc,1997.
[25]肖征荣,崔丙锋,高国飞.IP组播路由算法及协议.无线通信技术,2002,32(9):18-23
[26]Thomas C.Schidt,Matthias Wahlisch,Hans L.Cycon etc.Global serverless videoconference -ing over IP.Future Generation Computer System,2003(19):219-227
[27]E.Al-Shaer,Y.Tang..Toward intergrating IP multicasting in internet network management protocols.Computer Communication,2001(24):473-485
[28]George Xylomenos,G.C.Polyzos.IP multicast group management for point-to-point local distribution.Computer Communications,1998(21):1645-1654
[29]Banerjee,Suman.Scalable secure group communication over IP multicast.IEEE Journal on Selected Areas in Communications,2002,20(8):1511-1527
[30]Moy,John.Multicast routing extensions for OSPF.Communications of the ACM,1994,37(8):61-66
[31]刘波.IP组播通信机制及其实现.计算机工程,2001,21(6):131-133
[32]Jeremy Barnes,Dave Ginsburg,Dave Newson.IP multicast of real-time MPEG over ATM.Computer Network and ISDN Systems,1996(28):1929-1937
[33]陈坚,陈伟.Visual C++网络高级编程.北京:人民邮电出版社,2001:19-134
[34]易咏成,叶远志,贺贵明.IP组播及其在Winsock上的应用.计算机应用,2003,23(6):247-249
[35]Eckel.C++编程思想.刘宗田等译.北京:机械工业出版社,2003
[36]吕风翦.C++语言程序设计.北京:电子工业出版社,2001,4
[37]Pressman.软件工程:实践者的研究方法(第四版).黄柏素等译.北京:机械工业出版社,2003
[38]郝蕴.Visual C++6.0开发与实例.北京:电子工业出版社,1999
[39]求是科技.Visual C++串口通信技术与工程实践.北京:人民邮电出版,2003
[40]求是科技.Visual C++串口通信工程开发实例导航.北京:人民邮电出版社,2003,4
[41]黄涛,曹东启.实现组播模式下连续数据流的可靠传输.计算机研究与发展,2000,37(3):359-364
[42]王际洲,赖隽文,杨寿保.可靠组播的差错控制技术研究.计算机应用,2000,20(9):45-48
[43]顾煜,卢剑,盛向治.组播视频会议中的网络传输QoS.计算机科学,2001,28(2):75-80
[44]刘富强,钱建生,曹国清.多媒体图像技术及应用.北京:人民邮电出版社,2000,10
[45]肖春鹏,李星.基于H.332的IP组播多媒体会议系统的研究与实现.电信科学,2000(9):21-24
[46]胡毅.远程多点多媒体实时传输系统的设计与实现.电脑开发与应用,2000,13(10):20-22
[47]张益贞,刘滔.Visual C++实现MPEG/JPEG编解码技术.北京:人民邮电出版社,2002:296-576
[48]软件工程师编写组.Visual C++6.0 MFC类库参考手册.北京:人民邮电出版社,2002,11
[49]田鹤,陈剑波.视频监控系统中基于MPEG编码域的运动检测方法.计算机工程,2002,28(10):164-166
[50]蔡明,任绮年,易剑光.视频监控系统中的视频存储系统的设计与实现.江南大学学报, 2003,2(2):115-118
[51]WenSheng zhou.On-line Scene Change Detection of Multicast Video.Journal of Visual Communication and Image Representation,2001(12):1-16
[52]Komae-shi.Real Time Storage and Simultaneous Retrieval for Surveillance and Patrol Video.1997
[53]Siu-Wah Lau,John C.S.Liu.Designing a Hierachical Multimedia Storage Server.The Computer Journal,1997,40(9):529-540
[54]黎洪松.数字视频技术及其应用.北京:清华大学出版社,1994
[55]胡晓峰,李国辉.多媒体系统.北京:人民邮电出版社,1997
[56]周洞汝,胡宏斌.视频数据库管理系统导论.北京:科学出版社,2000
[57]Silberschatz.数据库系统概念(第三版).杨冬青等译.北京:机械工业出版社,2003
[58]Pratt.数据库管理系统基础.陆洪毅等译.北京:机械工业出版社,2003
[59]吴学勇,过润秋 基于IP组播数字视频监控系统设计 仪器仪表与分析监测2006年02期
[60]陈孝莲,王萍IP组播通信方式下的数字视频传输系统 河海大学常州分校学报 2003年01期
[61]卓月明,孟凡斌,IP组播方式-视频传输系统的设计与实现 机电产品开发与创新 2006年01期
[62]宋智,张华,车仁信 基于IP多播的数字视频监控系统网络体系 大连铁道学院学报2005年03期
[63]耿艳明,王宏远 一种基于IP的视频监控系统设计 无线电电子学与电信技术 2004年03期
[64]赵明忠,尹亚兰 曹可劲 基于IP网络的数字音视频监控系统的设计与实现 无线电电子学与电信技术 2003年13期
[65]王萍,陈孝莲,林善明等 基于IP组播技术视频传输系统的设计与实现自动化技术与计算机技术>>计算机工程与设计>>2004年12期>>
[66]周承芳,汪志兵,唐昆等 基于IP组播的分布式数字音视频监控系统的设计和实现自动化技术与计算机技术 计算机系统应用 2004年11期
[67]黄铮,邹群,邹国平 基于IP的分布式远程视频监控系统 无线电电子学与电信技术 现代电子技术 2005年16期
[2]韦锦山.网络视频监控系统的新发展.通讯世界.2002,5
[3]李波.数字视频监控系统:多一双眼睛看世界.科技日报,2001(11)
[4]路林吉,吕新荣.数字图像监控技术讲座:用于数字监控的图像压缩技术.电子技术,2001(8):56-59
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[11]李斌,李伦.MPEG-1-MPEG-7的分析与评价.电视技术,2001(1):16-21
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[64]赵明忠,尹亚兰 曹可劲 基于IP网络的数字音视频监控系统的设计与实现 无线电电子学与电信技术 2003年13期
[65]王萍,陈孝莲,林善明等 基于IP组播技术视频传输系统的设计与实现自动化技术与计算机技术>>计算机工程与设计>>2004年12期>>
[66]周承芳,汪志兵,唐昆等 基于IP组播的分布式数字音视频监控系统的设计和实现自动化技术与计算机技术 计算机系统应用 2004年11期
[67]黄铮,邹群,邹国平 基于IP的分布式远程视频监控系统 无线电电子学与电信技术 现代电子技术 2005年16期
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