網絡監控系統MPEG-4視頻流實時傳輸之研究
來源:中國數字音視網 編輯:數字音視工程 2009-06-02 00:00:00 加入收藏 咨詢
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隨著計算機、網絡及多媒體通信技術的發展,視頻監控在業界得到了廣泛的應用,許多先進的技術被逐漸引入視頻監控系統。本文采用了遞進的方式,先介紹了IP網絡視頻監控系統的組成及其關鍵技術,接著闡述了MPEG-4視頻流的RTP分組凈荷格式。最后,在視頻流的RTP傳輸中,著重分析了MPEG-4視頻流的封裝格式,并給出相應的實現方法。
一、引言
隨著計算機、網絡及通信技術的快速發展和成熟,視頻監控系統從模擬視頻監控系統逐漸轉向以數字化和網絡化為特色的網絡數字視頻監控系統。早期的模擬視頻監控系統主要應用于閉路電視的監控,監控的范圍僅限于本地網絡。近十多年來,市場對視頻監控業務的需求量越來越大,特別是需求形式越來越廣泛。計算機系統處理能力的提升,圖像壓縮技術的更加完善,以及互聯網應用的蓬勃興起,這些技術的進步為視頻監控的發展提供了保證,給視頻監控系統帶來了巨大商機。受到市場和技術的驅動,視頻監控的應用領域和應用的靈活性也已經遠遠超出傳統的安防監控所定義的范疇,其應用面得到了大大地推廣,逐步滲透到許多對視頻業務有極大需求的新興行業市場。如銀行監控、交通監控、醫療監護、通信機房監控等系統,給人們的生活和工作帶來了極大的便利。
視頻監控系統既可以采用專線組網,也可用IP方式組網。采用專線組網的視頻監控系統具有帶寬充足、圖像質量好、易維護等特點,但是費用高。TCP/IP網絡是面向全球用戶,資源共享是TCP/IP最大的優點。TCP/IP是目前最流行采用的互聯網技術,而且使用價格低廉,滿足大眾化的需求,其應用前景十分廣闊。因此,采用IP組網是視頻監控系統朝網絡化發展的趨勢。下文主要介紹IP網絡視頻監控系統的特點及其采用的關鍵技術。
二、IP網絡監控系統結構
IP網絡視頻監控系統主要由視頻監控端、服務器端和客戶端組成。其中視頻監控端包括若干臺攝像機、一臺矩陣切換器和一臺MPEG-4編碼器;服務器端由一個主控中心組成,包括用于業務平臺管理和調度的網絡服務器,MPEG-4解碼器和顯示設備;客戶端包括一個接入IP網的集線器和各個PC機終端。各部分通過以太網相連接。
從網絡視頻監控系統可以看出,系統中主要存在兩種數據流:視頻監控端向客戶端發送的媒體流和客戶端向視頻監控端發送的控制信息流。系統的數據流程如圖1所示。
圖1系統數據流程圖
傳輸兩種數據流所采用的協議是不一樣的??刂菩畔⒘鲗Ψ掌髌脚_業務管理、客戶端與視頻端的接入、調度及解碼顯示等都是十分重要的,可見在控制信息流的傳輸過程中不允許有丟包,因此采用面向連接、可靠傳輸的TCP協議傳輸控制信息。然而TCP傳輸需要的網絡開銷較大,通過降低有效性來換取傳輸的可靠性,不能達到實時傳輸媒體流的目的。UDP協議是面向無連接、不可靠傳輸的控制協議,傳輸之前不需要先建立連接,在傳輸時延及帶寬利用率方面都要強于TCP,正好滿足了媒體流實時性的特點,通常采用UDP作為媒體流的傳輸協議。不過,采用UDP傳輸媒體流同樣存在不可靠性的問題:UDP數據包沒有編號,無法提供差錯控制,也不保證包不丟失,更不能加載媒體流的時間信息。導致在客戶端顯示的視頻圖像存在延時和抖動,在一定程度上仍然不能達到實時傳輸的效果。表1給出的是中國電信有關IP承載網絡端到端通信質量要求,可供參考。
表1網絡通信質量要求
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