基于HC400X的视频监控系统研究

论文摘要

视频监控以其直观、方便、内容丰富的特点广泛应用于安保场合，成为交通、水利，社区安防等领域安全防范的重要手段。近几年来，随着通信技术、多媒体技术及网络技术的飞速发展，视频监控技术也取得了质的飞跃，从早期的模拟监控时代进入了数字监控时代，呈现出多样化的发展趋势。基于对视频监控系统的历史、现状和发展趋势的研究，本文采用海康HC400X图像采集卡为硬件平台，完成了多媒体数字视频监控采集子系统的研究与设计。该子系统主要由视频采集模块、本地播放模块和网络传输模块和基于GPRS短信传输报警等组成。本文依据实时监控网络的特点，提出了基于HC400X的新型视频监控系统的构架，添加GPRS网络报警的新型系统。对系统的构架进行了研究，把系统分为服务器端、中心站、监控前端；介绍了服务器端，中心站，监控前端的系统组成。本文详尽阐述了中间站的架构和程序流程，对服务器端监控中心进行分析，阐述了系统功能。系统采用DirectShow技术实现本地播放功能。详细论述了Filter Graph组件的构造过程，以及媒体文件的装载、各个输出针的连接、过滤器表和DirectShow传输的设计与实现。论述了数字图像处理的方法，以及视频压缩的必要性，压缩原理等。详尽的阐述了常用的压缩技术：预测编码和变换编码。论述了软件的实现。论文通过Winsock编程方法和多线程机制实现了视频数据的网络传输。允许两个或者多个应用程序或进程在同一台机器上或通过TCP/IP普通网络协议建立网络通信，可以运行于所有Windows平台之上。而多线程机制的使用，使得应用程序的编码、传输、解码同时进行，有效地提高了图像传输效率。同时论述了基于GPRS的短信报警的传输，以及短信报警的实现。论文阐述了HC400X的特性，并阐述了这种系统的独特性—短信报警。论述了系统本地回放的实现，及创建回放媒体文件的Filter，装载媒体文件，获取FilterGraph的各个控制接口。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 视频监控系统的发展背景
• 1.1.1 第一代模拟视频监视系统
• 1.1.2 第二代基于PC的视频监控系统
• 1.1.3 第三代基于嵌入式的网络视频监控系统
• 1.2 网络视频流媒体技术的现状
• 1.3 视频压缩编码简介
• 1.3.1 监控中的视频编码标准
• 1.3.2 监控中的视频压缩方法简介
• 1.3.2.1 MPEG系列标准
• 1.3.2.2 H.26X系列标准
• 1.3.2.3 H.264视频编码标准
• 1.4 本文研究内容
• 1.4.1 课题意义
• 1.4.2 本论文的工作
• 第2章 系统组成方案及架构设计
• 2.1 新型视频监控系统的组成
• 2.1.1 中心站的架构
• 2.1.2 服务器的软件流程
• 2.1.3 客户端监控
• 2.2 系统实现功能
• 2.2.1 视频采集及压缩功能
• 2.2.2 视频输出功能
• 2.2.3 视频回放功能
• 2.2.4 短信报警功能
• 2.3 本章小结
• 第3章 视频图像的采集实现以及压缩技术
• 3.1 基于DirectShow的视频采集设计
• 3.1.1 Direct Show过滤器
• 3.1.2 过滤器表和过滤器表管理器
• 3.1.3 针（Pins）
• 3.1.4 时钟
• 3.1.5 过滤器表的建立
• 3.1.6 DirectShow中的传输模式
• 3.2 数字图像处理
• 3.2.1 视频信号处理
• 3.2.2 视频压缩的必要性及应用前景
• 3.3 常用的视频压缩技术
• 3.3.1 预测编码
• 3.3.2 变换编码
• 3.3.2.1 傅立叶变换
• 3.3.2.2 离散余弦变换（DCT）
• 3.4 软件实现
• 第4章 视频图像远程传输以及GPRS报警设计
• 4.1 TCP/IP参考模型和TCP/IP协议族
• 4.2 Socket编程的实现
• 4.2.1 套接字（Sockets）
• 4.2.2 流式套接字编程模型（TCP传输模型）
• 4.2.3 数据报套接字编程模型（UDP传输模型）
• 4.3 多线程技术
• 4.4 用多线程和Winsock实现传输模块
• 4.5 基于GPRS短信报警的实现
• 4.6 本章小结
• 第5章 监控系统回放技术的实现
• 5.1 HC400X以及SDK中功能定义
• 5.2 工作流程
• 5.3 本地回放的实现
• 5.3.1 创建回放媒体文件的Filter Graph组件
• 5.3.2 装载媒体文件
• 5.3.3 获得Filter Graph的各个控制接口
• 5.4 本章小结
• 第6章 研究总结与展望
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢