本文選題：視頻監(jiān)控 + 幀內(nèi)預測�。� 參考：《吉林大學》2014年碩士論文

【摘要】：計算機和互聯(lián)網(wǎng)的普及度的迅速提高，視頻編碼技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展，這些條件為網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的普及提供了必要條件。網(wǎng)絡視頻監(jiān)控結(jié)合視頻監(jiān)控和網(wǎng)絡技術(shù)，實現(xiàn)了遠程監(jiān)控的功能。近年來，隨著智能手機和無線網(wǎng)絡的廣泛使用，移動終端進入到了視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，，使用智能手機通過無線網(wǎng)絡接入監(jiān)控系統(tǒng)，能夠真正的實現(xiàn)隨時隨地的讀取監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)。 本文對實現(xiàn)網(wǎng)絡視頻監(jiān)控所使用到的技術(shù)進行了較深入的研究。研究的技術(shù)主要有：H.264視頻編碼技術(shù)、V4L2、流媒體服務器、RTP/RTCP網(wǎng)絡傳輸協(xié)議、Windows和Android系統(tǒng)下的流媒體播放器等。在這些技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文對網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行了設計、實現(xiàn)。除此之外，本文還對幀內(nèi)預測模式選擇算法進行了優(yōu)化，同時實現(xiàn)了基于網(wǎng)絡狀況的碼率自適應。 本文對網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)，還使用到了一些開源項目。服務器的實現(xiàn)過程：首先，使用V4L2驅(qū)動攝像頭獲取視頻數(shù)據(jù)。然后，將讀入的YUYV格式視頻轉(zhuǎn)換為YUV420格式。接下來，通過對x264編碼器的修改，完成對實時視頻的編碼。最后，通過修改后的live555完成實時的視頻數(shù)據(jù)的傳輸�？蛻舳税ㄟm用于Windows和Android平臺的兩種實現(xiàn)。兩種平臺下的客戶端都是使用VLC作為主框架完成的。完成客戶端的實現(xiàn)首先需要編譯VLC源碼生成VLC的核心庫，然后，通過調(diào)用VLC核心庫的函數(shù)，基于MFC編碼實現(xiàn)Windows平臺下的客戶端，基于Android JNI技術(shù)和SurfaceView等控件完成Android平臺下客戶端的開發(fā)。 快速幀內(nèi)預測模式選擇算法的主要思想，計算宏塊內(nèi)部在橫向、縱向和兩條對角線方向的特征。根據(jù)闕值和各方向的特征值判斷四種模式是否存在滿足最佳模式要求的模式，如果有，則將選定的預測模式作為最佳預測模式，算法結(jié)束；如果沒有，通過方向特征來縮減可供選擇的4x4亮度預測模式種類。4x4的幀內(nèi)亮度預測模式根據(jù)橫向、縱向以及兩個對角線方向被分為4個候選組。選出特征值最小的方向?qū)暮蚍纸M作為候選組，對應的8x8色度預測模式為最佳色度預測模式，對候選組中的模式計算編碼代價，代價最小的即為最佳亮度預測模式。 基于網(wǎng)絡狀況的碼率自適應研究算法的主要思想，在視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跗谑褂肨CP慢啟動的思想根據(jù)RR數(shù)據(jù)包進行碼率增加。通過這種方法可以有效的避免固定初始碼率對不同網(wǎng)絡狀況適應性差的問題。因為相對真實網(wǎng)絡狀況，如果初始碼率過大，會出現(xiàn)大量丟包、網(wǎng)絡延遲嚴重，甚至會接收不到RR包，并且會是網(wǎng)絡狀況更差；如果初始碼率過小，丟包率會為0，則無法計算網(wǎng)絡的有效帶寬，仍要通過遞加碼率才能實現(xiàn)與真實網(wǎng)絡狀況的適應。首先，本文使用TCP慢啟動的思想，由于編碼的量化值與發(fā)送碼率成反比關(guān)系，從而將初始的編碼器量化值設定較大來保證較低的發(fā)送碼率，收到丟包率為0的RR包，減小編碼器的量化值。如果存在5個RR數(shù)據(jù)包中有3個及以上的丟包率不為0或者QP減小到QP_MIN，則進入擁塞避免狀態(tài)。進入擁塞避免階段后，根據(jù)RR數(shù)據(jù)包計算網(wǎng)絡支持的最大編碼量化值，根據(jù)網(wǎng)絡支持的最小編碼量化值改變當前編碼器的量化值，從而實現(xiàn)碼率的自適應。
[Abstract]:In recent years , with the extensive use of smart phones and wireless networks , mobile terminals have entered the video monitoring system . With the widespread use of smart phones and wireless networks , mobile terminals have entered the video monitoring system , and using smart phones to access the monitoring system through the wireless network can truly realize the reading and monitoring video data anytime and anywhere .

In this paper , the technology of network video surveillance is studied in detail . The main technologies are : H.264 video coding technology , V4L2 , streaming media server , RTP / RTCP network transmission protocol , Windows and Android system streaming media player etc . On the basis of these technologies , this paper designs and implements the network video monitoring system . In addition , this paper optimizes the algorithm of intra prediction mode selection , and realizes the rate adaptation based on network condition .

In this paper , the realization of the network video monitoring system is realized , and some open source projects are used . The realization process of the server is as follows : firstly , the video data is acquired by using V4L2 driving camera . Then , the read - in YUYV format video is converted into YUV420 format . Then , through modifying the x264 encoder , the encoding of the real - time video is completed . Finally , the client end realizes the development of the client under the Windows platform on the basis of MFC code by calling the function of the VLC core library , and finishes the development of the client under the Android platform based on the control of Android JNI technology and the SurfaceView .

according to the threshold value and the characteristic value of each direction , judging whether the four modes have the mode satisfying the optimal mode requirement , if so , selecting the selected prediction mode as the optimal prediction mode and ending the algorithm ;
if no , that alternative 4x4 brightness prediction mode type is reduce by directional characteristic . the 4x4 intra - frame brightness prediction mode is divided into four candidate groups according to the transverse direction , the longitudinal direction and the two diagonal directions .

This method can effectively avoid the problem of poor adaptability of fixed initial code rate to different network conditions . Because of the relative real network condition , if the initial code rate is too large , a lot of packet loss will occur , the network delay is severe , even the RR packet can be received , and the network condition is worse ;
if that initial code rate is too low and the packet loss rate is 0 , the effective bandwidth of the network cannot be compute , and the adaptation of the real network condition can not be realized by transmitting the code rate .
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN948.6

【參考文獻】

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本文編號：1900438