论文部分内容阅读
随着网络技术以及视频编解码技术的快速发展,无论是个人还是国家城市建设都对视频监控系统的需求与日俱增。其中,以高清IPC(Internet Protocol Camera,网络摄像头)为主的监控系统已成为安防领域的重要组成部分。为了解决传统视频监控系统画质差、视频压缩率低、占用带宽高、时延长等现象,本文结合了H.265/HEVC压缩技术与TCP/IP网络通讯协议,对图像的采集、编码、传输,以及服务器和观看端等展开了研究与设计,主要研究内容有以下几点:1、海思媒体处理平台的研究。本文采用的是海思Hi3516A处理器作为设备端主控制器,研究了该处理器的总体硬件结构,及其媒体处理平台中各个模块的关键技术,如图像采集模块、H.265编码模块、区域管理模块等。并且在研究了H.265编码特点后,设计了一种链表结合视频关键帧的传输控制方法,当网络较差时,该方法可以有效提高网络视频流传输的实时性。2、数据处理与通信安全。客户端与服务器间传输着各种数据包,而它们的数据结构又有不同,所以本文研究了 JSON文本交换格式,它可以独立于语言与平台,用来方便快速地解析和打包不同的网络数据包。同时,为了使数据能够安全地传输,本文采用了广泛应用于通信的RC4算法来对网络数据包进行加密。3、服务器架构的搭建。本文搭建的服务器,相当于一个中转站,用来架设网络视频节点与观看端的数据交换线路,即服务器会把收到的不同视频节点数据包转发给相应的观看端。这就要求服务器具有较好的高并发连接能力,所以本文研究了基于Libev事件驱动模型的服务器,相比于传统的服务器模型,其可以极大的降低资源的占用,增强服务接待能力,并且可以提高网络的传输效率。4、观看端解码并显示网络视频流。本文设计了Android和PC机两个观看端,为了拥有更好的扩展性与移植性,研究并采用了跨平台的开源库(FFmpeg2.2.16+ SDL2.0)组合来实现H.265网络视频流的解码与播放。本文实现了设备端、服务器、观看端三个独立子系统的总体设计,且在广域网下对整个视频监控系统进行测试,测试结果表明,H.265码流的获取、传输、解码与显示正常,图像画质好,视频压缩率高,占用带宽小;网络服务器整体性能较佳,并发接待能力强,内存分配花销低;远程观看时延短,并且在网络速率较差时,系统会牺牲一些图像质量,以提高观看实时性与保持系统稳定。