视频监控系统中的流媒体QoS技术研究

论文摘要

随着计算机网络、流媒体技术的发展及相关协议标准的成熟,基于网络的视频监控系统正成为蓬勃发展的一种新的网络多媒体典型应用。采用流媒体技术的视频监控系统具有视频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化、控制的智能化等特点,是现代流媒体传输技术与视频监控技术的有机结合。通过它,用户可以经过网络进行实时的远程监控和及时的管理。流媒体传输所面临的关键问题在于如何提高流媒体实时数据的压缩比、如何提高实时传输技术,从而能够提高传输系统的服务质量。然而,传输网络是一个时变的信道,使得我们需要面对怎样根据通过网络自适应控制传输实时流数据,提高流媒体实时传输质量这个问题。视频编解码是流媒体传输中的一个重要技术。数字视频数据量一般较大,而传输网络的带宽却往往有限,所以我们需要选择合适的编解码标准以便能够在尽可能低的码率下获得尽可能好的图像质量。流媒体数据传输时所需要的带宽较大,因此传输网络上常常会出现拥塞的现象,这将直接导致流媒体数据的大量丢失。需要选择合适的传输协议来传输流媒体数据,同时要采用一定的拥塞控制机制来保证流媒体传输的服务质量。基于以上几个问题的分析,在论文中设计了一个具有QoS保证的、适合实时多媒体数据传输的传输系统。该传输系统主要由网络状况判断算法和自适应网络传输控制算法组成。传输系统通过对数据包的丢包率来判断网络的状况,再根据网络的状况来进行发送端的速率调整,具有一定的自适应性。最后,我们把该传输系统应用到视频监控系统上,设计了相应的系统体系结构和软件框架模型。通过实验验证了该传输方案的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 流媒体技术和视频监控系统发展现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 流媒体传输的关键问题
• 2.1 流媒体传输基础知识
• 2.1.1 流媒体概述
• 2.1.2 流媒体实现原理
• 2.2 流媒体传输所面临的问题
• 2.3 多媒体编码标准的选择
• 2.3.1 现有视频编码标准的比较
• 2.3.2 H.264标准简介
• 2.4 适合流媒体的传输协议
• 2.4.1 传输协议的比较
• 2.4.2 RTP协议
• 2.4.3 RTCP协议
• 2.5 媒体同步
• 第3章 流媒体传输 QoS保障
• 3.1 流媒体传输QoS基础
• 3.1.1 流媒体传输Qos的意义
• 3.1.2 流媒体传输QoS相关参数
• 3.2 H.264视频流的RTP分组
• 3.2.1 H.264视频流打包分析
• 3.2.2 简单打包
• 3.2.3 NALU分割
• 3.2.4 NALU合并
• 3.2.5 一种封包方案
• 3.3 流媒体传输QoS反馈机制
• 3.3.1 抖动检测
• 3.3.2 时延检测
• 3.3.3 丢包率检测
• 3.4 流媒体传输QoS控制
• 3.4.1 基于网络的控制
• 3.4.2 基于终端的控制
• 3.5 实时媒体流端到端拥塞控制
• 3.5.1 拥塞控制概述
• 3.5.2 TCP协议的拥塞控制机制
• 3.5.3 TCP-Friendly拥塞控制
• 3.5.4 基于探测的拥塞控制
• 3.5.5 基于探测的拥塞控制特点分析
• 3.5.6 基于模型的拥塞控制
• 3.5.7 基于模型的拥塞控制特点分析
• 3.6 一种基于终端的QoS控制机制
• 3.6.1 帧速率的调整算法
• 3.6.2 量化参数的调整
• 3.6.3 网络状态标志量的选取
• 3.6.4 网络状况的判断算法
• 3.6.5 工作流程
• 3.6.6 实验测试
• 第4章 网络自适应性的传输系统在视频监控中的应用
• 4.1 视频监控系统解决方案
• 4.1.1 系统工作原理
• 4.2 视频监控系统中视频传输模块设计的需求分析
• 4.2.1 传输模块需保障视频流实时传送
• 4.2.2 传输模块需提供Qos保障
• 4.3 自适应网络传输系统的设计
• 4.3.1 服务端
• 4.3.2 服务端H.264的RTP自适应封包的实现
• 4.3.3 客户端
• 4.3.4 自适应传输控制策略
• 4.4 应用结果
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者在硕士期间发表的学术论文