视频监控系统中资源管理技术的研究

论文摘要

随着计算机性能、网络带宽的提高和视频编码技术的发展,视频流系统的应用日趋广泛。但是如何完成高质量的视频流任务仍面临诸多挑战:如何在通用操作系统上满足视频流的等时(isochronous)要求;如何在Internet上实现视频流的实时传送;如何将视频流质量的高层请求映射为低层理解的形式,并根据这些请求控制和管理资源。通用的操作系统对实时视频流任务不提供端到端的QoS保证的扩展,因此本文在讨论上述问题的基础上提出一种比较实用的解决方案。 针对上述问题本文构建了有QoS保证的视频流系统资源管理层次模型,该模型有应用层、系统层、和网络层构成,分别解决各层的服务质量问题,并通过全局资源管理实现各层间的参数映射。应用层接受用户请求并将低层的处理结果返回给用户,系统层负责处理器、内存和显示设备的资源管理,网络层在通信链路上使用相应的协议来控制资源预留和实时传输。 本文解决了操作系统对视频流的实时扩展的关键问题,即处理器时间片调度。在分析各种媒体流实时调度算法的基础上,利用EDF算法设计了基于QoS的CPU资源管理器,由此而来实现了CPU资源的服务质量的控制和管理。 另外本文讨论了多媒体服务器磁盘服调度的问题,提出了一种根据应用请求的负载变化情况对服务器磁盘服务周期自适应调度的策略。 与其他研究相比,本文的解决方案更面向应用,同时也提供有效的资源控制和管理,并实现较高的资源利用率。这些在多路视频回放系统中的应用得到了验证。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要 ABSTRACT
• 目录
• 图目录
• 表目录
• 第1章 绪论
• 1.1 论文背景
• 1.2 问题的提出
• 1.3 研究方案
• 1.4 本文的组织
• 第2章 资源管理器体系结构的设计
• 2.1 QoS的概念、原则、内容和机理
• 2.1.1 QoS的术语
• 2.1.2 QoS的原则
• 2.1.3 QoS的规格
• 2.1.4 QoS机制
• 2.2 基于QoS的资源管理
• 2.3 系统体系结构设计
• 2.4 操作系统对视频流应用的支持
• 2.4.1 软实时系统
• 2.4.2 进程管理
• 2.4.3 设备管理
• 2.4.4 其他因素
• 2.5 有保证的视频流实时传输
• 2.6 视频流编码对传输和应用的适应性
• 2.7 本章小结
• 第3章 资源管理器的设计与实现
• 3.1 基本概念与假设
• 3.2 调度算法分析
• 3.2.1 系统模型
• 3.2.2 最早截止时间优先（Earliest Deadline First）
• 3.2.3 单一速率算法（Rate Monotonic Algorithn）
• 3.2.4 EDF与RMA的比较
• 3.2.5 其他算法
• 3.3 基于QoS的CPU的资源管理
• 3.3.1 QoS规格
• 3.3.2 QoS机制
• 3.4 CPU资源管理类的实现
• 3.4.1 系统结构
• 3.4.2 Windows2000系统的优先级
• 3.4.3 实现细节
• 3.4.4 编程接口
• 3.5 性能评价
• 3.6 本章小结
• 第4章 多路视频存储的磁盘调度策略
• 4.1 多路视频存储与检索的方案设计
• 4.2 多路视频的动态变帧率存储
• 4.2.1 抽帧器的实现
• 4.3 自适应磁盘调度策略
• 4.3.1 磁盘调度算法
• 4.3.2 传统的磁盘服务策略
• 4.3.3 自适应磁盘调度策略
• 4.4 循环删除的实现
• 4.4.1 算法思想
• 4.4.2 算法描述
• 4.4.3 算法分析
• 4.5 存储子系统的实现
• 4.6 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 本文贡献
• 5.3 未来工作
• 致谢
• 参考文献