畢業(yè)設計說明書（論文）作者:學號：學院:計算機工程學院專業(yè):通信工程題目:智能安防視頻Web監(jiān)控系統(tǒng)指導者：（姓名）（專業(yè)技術職務）評閱者：（姓名）（專業(yè)技術職務）年月畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要隨著電子信息技術、網絡技術、圖像處理等技術的飛速發(fā)展，網絡視頻監(jiān)控技術應運而生?；赗TCP傳輸控制協(xié)議和MPEG-4壓縮技術的智能安防網絡視頻監(jiān)控以其靈活性、高集成性、便捷性等諸多優(yōu)點必將成為市場監(jiān)控的主流。針對視頻監(jiān)控的實際需求，結合網絡編程技術、流媒體技術、圖像處理技術，設計并實現(xiàn)了一種可靠性高、成本低的基于RTCP傳輸控制協(xié)議和MPEG-4壓縮技術的視頻采集及壓縮系統(tǒng)。首先描述了視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究的背景，分析了國內視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并闡述了視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究的目的和意義。然后，介紹了視頻壓縮標準MPEG-4的編碼標準，詳細闡述了MPEG-4出色的壓縮效率和強大功能，并進一步研究了基于MPEG-4標準的編碼算法。最終完成了智能安防視頻Web監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計。關鍵詞視頻監(jiān)控，智能安防，流媒體PAGE畢業(yè)設計說明書（論文）第Ⅰ頁共Ⅰ頁PAGE畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要TitleIntelligent

SecurityVideo

Web

MonitoringSystemAbstractWith

the

rapiddevelopmentof

electronicinformationtechnology,

networktechnology

and

imageprocessing

technology,

thenetworkvideosurveillancetechnologyhasbeenused.IntelligentsecuritynetworkvideosurveillancebasedonRTCPtransportcontrolprotocolandMPEG-4compressiontechnologyforitsflexibility,highintegration,convenienceandmanyotheradvantageswillbecomethemainstreamofthemarketmonitoring.Accordingtotheactualdemandsforvideosurveillanceandduetonetworkprogrammingtechnology,streamingmediatechnologyandimageprocessingtechnology,ahighreliability,lowcost,basedontheRTCPtransportprotocolandMPEG-4compressiontechnologyvideocaptureandcompressionsystemhasbeendesignedandrealized.Firstly,thebackgroundofthestudyofvideosurveillancesystemshasbeendescribed,andthenthecurrentsituationanddevelopmenttrendofthedomesticvideosurveillancesystemhasbeenanalyzed,andthenthepurposeandsignificanceofthevideosurveillancesystemisdescribed.ThenthecompressionstandardofMPEG-4,elaboratedontheexcellentcompressionefficiencyandstrongfunctionsofMPEG-4hasbeenintroduced,andfurthertheencodingcharacteristicsandcodingalgorithmbasedontheMPEG-4standardhasbeenresearchedon.Finally,theintelligentsecurity

video

webmonitoringsystemhasbeenrealized

.KeywordsNetworkVideoSurveillance,

StreamingMedia,

SmartSecurity目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1緒論 11.1課題研究背景及現(xiàn)狀 11.2課題研究目的和意義 31.3本課題主要工作 41.4論文總體結構 42視頻采集編碼系統(tǒng)的硬件開發(fā)平臺 52.1硬件平臺綜述 52.2硬件模塊介紹 52.3本章小結 83MPEG-4視頻編碼標準 83.1MPEG-4標準概述 83.2MPEG-4的功能特點 93.3MPEG-4壓縮算法的一般過程 103.4本章小結 144實時傳輸協(xié)議 144.1TCP協(xié)議和UDP協(xié)議的比較 144.2實時傳輸/控制協(xié)議 154.3RTP數(shù)據(jù)包格式 164.4RTCP協(xié)議 174.5本章小結 185視頻采集和編碼的軟件設計與調試 185.1基于DH-CG400的視頻采集設計 185.2本章小結 25總結 26致謝 27參考文獻 28畢業(yè)設計說明書（論文）第24頁共29頁1緒論1.1課題研究背景及現(xiàn)狀1.1.1課題研究背景隨著互聯(lián)網技術的普及和高速發(fā)展，信息可視化將是未來發(fā)展的重要方向之一。作為安防系統(tǒng)的一個重要組成部分，視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到了長足發(fā)展，尤其是在“平安城市”、全球眼、奧運會、世博會等重大項目的推動下，我國視頻監(jiān)控市場發(fā)展迅速[1]。傳統(tǒng)意義上的安防監(jiān)控系統(tǒng)是需要專門的人員守在監(jiān)視頻幕前，發(fā)現(xiàn)火災的時候人為的發(fā)出警報，這樣的系統(tǒng)不但耗費了人力并且效率不高。智能視頻監(jiān)控是以數(shù)字化、網絡化視頻監(jiān)控為基礎，但又有別于一般的網絡化視頻監(jiān)控，它是一種更高端的視頻監(jiān)控應用。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠識別不同的物體，發(fā)現(xiàn)監(jiān)控畫面中的異常情況，并能夠以最快和最佳的方式發(fā)出警報和提供有用信息，從而能夠更加有效的協(xié)助安全人員處理危機，并最大限度的降低誤報和漏報現(xiàn)象。本課題是來源于淮安市工業(yè)發(fā)展計劃項目：基于WSN和TD-SCDMA物聯(lián)網技術的火災視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究與開發(fā)（HAG-2010030）。本文將介紹將此系統(tǒng)網絡化，實現(xiàn)隨時隨地登錄監(jiān)控并實現(xiàn)報警功能，從真正意義上實現(xiàn)安防監(jiān)控系統(tǒng)網絡化，智能化的要求，提高監(jiān)控的準確性與效率。智能化、數(shù)字化、網絡化是視頻監(jiān)控的必然發(fā)展趨勢。智能視頻監(jiān)控的出現(xiàn)正是這一趨勢的直接體現(xiàn)。智能視頻監(jiān)控設備比普通的網絡視頻監(jiān)控設備具備更加強大的圖像處理能力和智能因素，因此可以為用戶提供更多高級的視頻分析功能，它可以極大的提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的能力，并使視頻資源能夠發(fā)揮更大的作用。為了推動智能視頻產業(yè)的發(fā)展，達到多方共贏效果，需要將監(jiān)控設備硬件供應商、智能視頻軟件供應商、分銷商和經銷商和系統(tǒng)集成商所有這些參與者合理的組織起來，使他們能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，創(chuàng)造出能夠滿足最終用戶需求的全面解決方案。1.1.2國內外研究與發(fā)展現(xiàn)狀由于智能視頻監(jiān)控技術具有廣泛的應用前景和重要的經濟價值，激發(fā)了世界上（尤其是歐、美發(fā)達國家的）廣大科研工作者、研究機構和企業(yè)的濃厚興趣，現(xiàn)已做了大量的工作并取得了很多成果。例如，美國國防高級研究項目署設立了視覺重大監(jiān)控項目VSAM，以卡內基梅隆大學為首，麻省理工學院等高校參與，主要研究戰(zhàn)場和普通民用場景監(jiān)控的自動視頻理解技術；歐盟贊助研究的PRISMATICA系統(tǒng)：該系統(tǒng)融合了多種智能檢測設備（智能攝像機、非接觸智能卡、無線視頻傳輸?shù)龋?，用于地鐵站的安全監(jiān)控；國外一些公司近年來相繼推出了具備一定智能功能的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，如：挪威的DETECAC公司提供的Detec系統(tǒng)；美國ObjectVideo公司提供的ObjectVideoVEW、ObjectVideoForensics。它們實現(xiàn)了在用戶定義規(guī)則下對監(jiān)控場景進行監(jiān)測、跟蹤、分類、統(tǒng)計的軟件系統(tǒng)，可在諸如有人闖入、盜竊、提包遺失或者未經許可在限制區(qū)域閑逛等違反自定義規(guī)則的情況下報警。另外還有：ObjectVideoOnBoard——構建在DSP處理器上的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)，ObjectVideo

技術能夠幫助用戶確定相關對象，并根據(jù)這些對象的活動作出相應判斷，例如判斷他們是否穿過了視頻絆網

（Video

Tripwire）、闖入特定區(qū)域或只是出現(xiàn)在攝像機視角范圍之內。智能設備根據(jù)有關規(guī)則進行處理，以便與視頻分析結果進行實時比較[2]。國內也已有一些具備智能功能的視頻監(jiān)控產品上市，如：北京黃金眼科技的黃金眼，北京行者科技的行者貓王等產品都實現(xiàn)視頻的監(jiān)控。但是，目前國內使用中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)大部分均側重于視頻數(shù)據(jù)的壓縮、傳輸和存儲；其報警功能大都利用紅外，煙霧等外接傳感器實現(xiàn)；視頻數(shù)據(jù)到達終端以后還是需要由人來實時觀測分析，或者是存儲起來以備事后查閱。系統(tǒng)仍需耗費大量的人力物力，卻只能實現(xiàn)部分的預期功能，遠遠無法滿足日益增長的對監(jiān)控系統(tǒng)智能化的需求。1.2課題研究目的和意義MPEG-4于1998年11月公布，原預計1999年1月投入使用的國際標準MPEG-4不僅是針對一定比特率下的視頻、音頻編碼，更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。MPEG專家組的專家們正在為MPEG-4的制定努力工作。MPEG-4標準主要應用于視像電話（VideoPhone），視像電子郵件（VideoEmail）和電子新聞（ElectronicNews）等，其傳輸速率要求較低，在4800-64000bits/sec之間，分辨率為176×144。MPEG-4利用很窄的帶寬，通過幀重建技術，壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質量。本文研究的目的就是實現(xiàn)視頻的高速采集，并利用DH-CG400模塊來實現(xiàn)對視頻數(shù)據(jù)的高效壓縮編碼，具體而言就是在充分研究DH-CG400的體系結構和MPEG-4編碼算法的基礎上，在保持良好的圖像質量、壓縮比和編碼效率的同時，編寫并優(yōu)化視頻采集和壓縮的應用程序，以此來減少編碼算法的運算量，提高編碼效率，最終完成視頻采集與壓縮系統(tǒng)，實現(xiàn)網絡視頻實時監(jiān)控與報警。本文研究的意義在于鑒于目前市場上的監(jiān)控系統(tǒng)不能實現(xiàn)網絡化、智能化以及自動報警等功能的缺陷，本系統(tǒng)所設計的方案不但實現(xiàn)了系統(tǒng)的實時智能監(jiān)控功能，并且能在監(jiān)控過程中一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，如火災、人體等，則自動發(fā)出報警。大大節(jié)省了人力、物力資源，真正實現(xiàn)了從人工化向網絡化、智能化方向的轉變，這必將開創(chuàng)網絡視頻監(jiān)控的新起點。1.3本課題主要工作本論文根據(jù)視頻監(jiān)控領域的發(fā)展趨勢，開發(fā)一個基于RTCP傳輸協(xié)議和MPEG-4壓縮算法的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控前端通過數(shù)字攝像機采集視頻數(shù)據(jù)，然后經DH-CG400視頻采集卡將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌?，再根?jù)MPEG-4算法將數(shù)據(jù)壓縮編碼處理后，上傳到網絡上，終端再有MPEG-4解碼程序對收到的視頻數(shù)據(jù)進行解碼，實現(xiàn)實時視頻監(jiān)控，再由功能模塊根據(jù)實時監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行分析，如發(fā)現(xiàn)火災、人體等，則自動發(fā)出警報。實現(xiàn)視頻監(jiān)控的網絡化、智能化的需求。1.4論文總體結構全文共分為五章，各章內容安排如下：第一章緒論。介紹研究的背景，并對視頻監(jiān)控技術的現(xiàn)狀及發(fā)展情況作簡要的說明，提出研究的目的和意義，進一步明確研究目標以及所要完成的工作。第二章視頻采集編碼系統(tǒng)的硬件開發(fā)平臺。描述搭建的硬件平臺，并詳細介紹了CCD攝像機和DH-CG400視頻采集卡這兩個主要的硬件模塊。第三章MPEG-4視頻編碼標準。介紹MPEG-4的編碼標準及功能特點，并分析了三種基于MPEG-4視頻壓縮編碼的一般算法。第四章實時傳輸協(xié)議。首先對TCP和UDP協(xié)議作了比較，然后介紹了RTP包格式，最后闡述了RTCP包的分類和控制功能。第五章基于DH-CG400視頻采集設計。首先介紹了視頻采集的一般流程，然后簡要介紹了視頻采集以及功能實現(xiàn)的主要代碼，接著介紹了基于MPEG-4實時視頻傳輸?shù)捏w系架構，最后給出了實驗相關的主要代碼和實驗結果截圖。2視頻采集編碼系統(tǒng)的硬件開發(fā)平臺2.1硬件平臺綜述本文采用流媒體技術[5]，以DH-CG400視頻采集卡為主控制器，控制CCD攝像機不斷采集視頻圖像，然后壓縮編碼成視頻流，為以后的傳輸研究作準備。系統(tǒng)整體結構如圖2.1所示。遠程監(jiān)視遠程監(jiān)視攝像機1攝像機n響應請求發(fā)送請求攝像機2······網絡Web用戶服務器圖2-1系統(tǒng)設計框圖在服務器端，通過多路視頻采集卡將采集到的視頻數(shù)據(jù)經過壓縮傳送到服務器，并在服務器端實時顯示監(jiān)視到的畫面，然后服務器端運用流媒體技術將視頻數(shù)據(jù)傳送到網絡上并設置IP地址再由網絡傳送到客戶端，當用戶端想要觀看監(jiān)控視頻時，用戶首先要登錄到預先設置的網址，進入界面之后，用戶可以點擊網頁上的監(jiān)控功能選項向服務器發(fā)送請求，在服務器接收到來自客戶端的請求之后響應此請求，將視頻數(shù)據(jù)傳送給客戶端實現(xiàn)監(jiān)控功能，若是發(fā)現(xiàn)異常情況，如火災，則自動發(fā)出警報。2.2硬件模塊介紹2.2.1DH-CG400視頻采集卡介紹（1）技術性能及指標★支持六路復合視頻輸入，三路S-VIDEO（Y/C）輸入，軟件切換?！镏С諴AL，NTSC彩色/黑白視頻輸入?！飯D像分辨率最高：PAL制：768×576×24位NTSC制：640×480×24位?！锟删幊塘炼?、對比度、色度、色飽和度?！镏С諽UV422、RGB8888、RGB888、RGB565、RGB555及Y8模式。★圖像數(shù)據(jù)數(shù)值范圍，亮度：0-255或16-235可選；色度：0-255或16-240可選?！镏С钟嬎銠C內容與圖像同屏顯示，圖形覆蓋功能?！镏С謭D像的裁剪與比例壓縮模式。★支持單場、單幀、連續(xù)場、連續(xù)幀的采集方式?！镉布С謭D像的水平、垂直鏡像?！锓€(wěn)定接收錄像機信號?！颪路（0<N<7）視頻可編程定時輪流輸出?！锟删幊坦潭ㄒ曨l輸出?！镆曨l輸入/輸出0.5V<VP-P<1.5V，輸入/輸出阻抗75Ω?！镆曨l輸入帶寬>4MHz?！飯D像清晰度>400線。★電源功耗5V<5W，-12V<0.5W?！镏С諻in9x、WinNT、Win2000、WinXP等操作系統(tǒng)，支持多種開發(fā)環(huán)境。（2）基本結構及工作原理1/6視頻輸入1/6視頻輸入A/D轉換1/6視頻輸出攝像機1攝像機2攝像機3攝像機4攝像機5攝像機6裁剪壓縮數(shù)據(jù)變換屏蔽DMA控制器PCI總線圖2-2工作原理框圖視頻圖像經多路切換器、解碼器、A/D轉換器，將數(shù)字化的圖像數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)緩沖器。經裁剪、比例壓縮及數(shù)據(jù)格式轉換后，由內部控制圖形覆蓋與數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸目標位置由軟件確定，可以是顯存，也可以是計算機內存。使用S-VIDEO輸入時，色度分量應提供外部箝位電路。2.2.2CCD攝像機介紹攝像機（CAMERA）作為一種視頻輸入設備，在過去被廣泛的運用于視頻會議、遠程醫(yī)療及實時監(jiān)控等方面。近年來，互聯(lián)網技術的發(fā)展，圖像傳感器技術的成熟，使得攝像機的圖像質量得到明顯改善，同時攝像機的價格也大幅度下降。攝像機在人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色。攝像機分為數(shù)字攝像機和模擬攝像機兩大類。模擬攝像機可以將視頻采集設備產生的模擬視頻信號轉換成數(shù)字信號，進而將其儲存在計算機里。模擬攝像機捕捉到的視頻信號必須經過特定的視頻捕捉卡將模擬信號轉換成數(shù)字信號，并加以壓縮后才可以轉換到計算機上運用。數(shù)字攝像機可以直接捕捉影像，然后通過串、并口或者USB接口傳到計算機里?，F(xiàn)在市場上的攝像機主要以數(shù)字攝像機為主。CCD是ChargeCoupledDevice（電荷耦合器件）的縮寫，它是一種半導體成像器件，因而具有靈敏度高、抗強光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動等優(yōu)點。（1）CCD攝像機的工作方式被攝物體的圖像經過鏡頭聚焦至CCD芯片上，CCD根據(jù)光的強弱積累相應比例的電荷，各個像素積累的電荷在視頻時序的控制下，逐點外移，經濾波、放大處理后，形成視頻信號輸出。視頻信號連接到監(jiān)視器或電視機的視頻輸入端便可以看到與原始圖像相同的視頻圖像。（2）CCD攝像機的電路構成及工作原理電路組成：構成IT-CCD黑白攝像機的電路由IT-CCD攝像器件，時序脈沖發(fā)生器及驅動電路，視頻的采樣與保持電路，視頻處理電路，同步信號發(fā)生器，電源變換電路等構成。工作原理：★CCD攝像器件：其作用是進行光電轉換，輸出視頻信號?！飼r序脈沖發(fā)生器及驅動電路：其作用是產生CCD攝像器件進行光電轉換、電荷存儲、電荷轉移和信號輸出所需的各種脈沖信號，并踐行放大輸出?！镆曨l的采樣與保持電路：其作用是消除CCD輸出的視頻信號（此信號在實踐上是離散的，在幅度上是連續(xù)的）中，因信號電荷轉移而產生的各種不應有的信號。經該電路處理，使視頻信號變成數(shù)字的視頻信號。★視頻處理電路：該電路與攝像管式攝像機電路具有完全相同的特點，所涉及電路有鉗位放大（clamperamplifier,CLAMPERAMP）、Y校正（YCORRECT）、白電平切割（whiteclip,WHTCLIP）、消隱混合（blankingmax,BLKMAX）、黑白平控制（PEDCONT）、同步混合（SYNC）、輸出激勵（outputdriver）等電路。視頻信號經視頻處理電路處理后，形成標準的全電視信號?！锿叫盘柊l(fā)生器：這部分電路與攝像管式攝像機中的同步信號發(fā)生器的原理基本相同，主要產生視頻處理電路所需的脈沖信號，它們是復合消隱脈沖（BLK）、復合同步脈沖（SYNC）、水平驅動信號HD、隔行脈沖（O/E）。但因CCD攝像機沒有掃描電路，故不需要供掃描電路用的驅動脈沖?！镫娫醋儞Q電路：為簡化CCD攝像機的供電，一般從外部只輸入一種電源（12V），而機內其他各種電壓值的電源都由電源變換獲得。（3）CCD攝像機主要性能指標現(xiàn)在攝像機的功能很多，如自動白平衡調整、自動增益調整、電子快門、逆光補償、多種同步方式、Y/C分離輸出等等。但考察攝像機檔次的最主要指標是水平清晰度、最低照度（靈敏度）和信噪比。2.3本章小結本章主要介紹了網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件平臺，重點描述了其中最重要的兩個模塊：DH-CG400視頻采集卡和CCD數(shù)字攝像機。硬件平臺搭建好后，就可以進行視頻采集和壓縮工作了。3MPEG-4視頻編碼標準3.1MPEG-4標準概述MPEG-4全稱是視聽對象的編碼（CodingofAudio-VisualObjects）。MPEG-4的初衷是視頻會議、可視電話的低比特率編碼，原標準名稱提：甚低速率視聽編碼（Very-1owBitrateAudio-VisualCoding），但在制定中，MPEG感受到兩個變化，一是高性能通用芯片性價比的提高使得基于軟件平臺的壓縮編碼方法具有實用的可能；二是人們對多媒體信息特別是視頻信息的應用要求從單純的播放型轉向到基于內容的訪問和操作型。針對這兩個變化，MPEG-4修改了工作計劃，制定了現(xiàn)在意義上的MPEG-4標準。MPEG-4標準的目標與以往MPEG-1/2標準有了很大的不同，主要目是：基于對象的壓縮標準、具有可交互性、碼率的寬范圍適應性（5k-10Mbit/s）；支持多種多媒體應用，側重于多媒體信息內容的訪問，可根據(jù)應用的要求不同而現(xiàn)場配置解碼器，編碼系統(tǒng)開放，可隨時加入新的有效算法模塊；它強調了低碼率（5-64kb/s），對H.263的兼容擴展，加強了MPEG-4標準在互聯(lián)網上的應用適應性。因此MPEG-4不僅針對一定比特率下的視頻、音頻編碼，它更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性，其應用前景極為廣闊。該標準主要應用于視像電話（VideoPhone）、視像電子郵件（VideoEmail）和電子新聞（ElecrtronicNews）等，MPEG-4利用窄帶寬，通過幀重建技術來壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求用最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質量。從技術的角度看，它與傳統(tǒng)的編碼標準最顯著的區(qū)別在于：它采用面向對象編碼，具有接收者可以下載用于表示視聽信息的語法描述，并具有很快被超大規(guī)模集成（VLSI）技術所支持的特性[6]。3.2MPEG-4的功能特點MPEG-4是基于內容的編碼標準，需要將內容的檢索和視頻編碼結合起來，即在壓縮數(shù)據(jù)中需要具備視頻內容的描述信息，使得對多媒體信息的訪問可以直接針對壓縮數(shù)據(jù)進行，這種編碼稱之為基于內容的壓縮編碼。MPEG-4標準提供在多媒體環(huán)境下多媒體數(shù)據(jù)的有效存儲、傳輸、操作等方面的核心技術，它以工具和算法的形式提供對各種功能的支持。從技術的觀點看，MPFG-4技術包含兩個主要部分：視聽對象的編碼工具集、對編碼對象和編碼工具的描述。MPEG-4主要的功能特點[7]有：1基于內容的交互性（Content-basedInteractivity）（1）基于內容的操作和比特率流的編輯：支持無須編碼就可以進行基于內容的操作與比特流編輯。例如：使用者可在圖像或比特流中選擇一具體的對象（object）（如圖像中的某個人、某個建筑物等），隨后改變它的某些特性。（2）自然與合成數(shù)據(jù)混合編碼：將自然視頻圖像與合成數(shù)據(jù)（如文本、圖形等）有效結合起來進行編碼，同時支持交互性操作。（3）增強的時間域隨機存?。篗PEG-4提供有效的隨機存取方式，即在有限的時間間隔內，可按幀或任意形狀的對象，對一音頻、視頻序列進行隨機存取。例如以一序列中的某個音視頻對象為目標進行“快速”搜索。2高壓縮率（Compression）（1）提高編碼效率：與現(xiàn)有的或正在制定的標準相比，MPEG-4標準將提供更好的主觀視覺質量的圖像。這一功能可望在迅速發(fā)展的移動通信中獲得應用，更值得注意的是：提高編碼效率不是MPEG-4的唯一主要目標。（2）對多個并發(fā)數(shù)據(jù)流的編碼：MPEG-4提供對景物的有效多視角編碼，加上多伴音聲道編碼及有效的視聽同步。MPEG-4的這一功能在足夠的觀察視點條件下，將有效地描述三維自然景物。3靈活多樣的存?。║niversalAccess）（1）錯誤易發(fā)環(huán)境中的抗錯性（Robustness）：“靈活多樣”是指功MPEG-4允許采用各種有線、無線網絡和各種存儲媒體。在各種情況下，MPEG-4將提高抗錯誤能力（ErrorRobustnessCapability），尤其是在易發(fā)生嚴重錯誤的環(huán)境下的低比特率應用中。MPEG-4是第一個在其音視頻表示規(guī)范中考慮信道特性的標準，其目的是提供一種對抗殘留錯誤的堅韌性，如錯誤掩蓋（ErrorConcealment）。（2）基于內容的擴展性（Content-basedScalability）：內容擴展性意味著給圖像中的各個對象分配優(yōu)先級，其中，比較重要的對象用較高的空間、時間分辨率來表示以達到更好地應用要求，不重要的也就只需要少量數(shù)據(jù)就可以完成，既節(jié)省了帶寬又降低了計算延遲?；趦热莸臄U展性是MPEG-4中靈活多樣性中的一個關鍵因素，因為它提供了自適應使用資源的能力。例如：它允許制作者規(guī)定：對具有最高優(yōu)先級的對象用可以接受的質量進行顯示，第二優(yōu)先級的對象則以較低的質量顯示，而其余內容對象則不予顯示?？梢?，這種方式能最有效地利用有限的資源。3.3MPEG-4壓縮算法的一般過程支持基于內容的獨立編碼和解碼是MPEG-4視頻標準新增功能的精華。為了實現(xiàn)基于內容的交互功能，引入了視頻對象平面VOP的概念，其編碼和解碼過程如圖3-1所示。MPEG-4為了支持基于內容的編碼，引入了形狀編碼；為了支持高壓縮，MPEG-4仍然采用了MPEG-1、MPEG-2中的變換、預測混合編碼框架。在形狀編碼中，對VOP邊界采用多邊形匹配法代替基于塊的運動預測，使用基于宏塊的反復填充技術減少活動圖像邊緣的運動預測誤差。采用零樹小波處理靜止圖像，提高紋理信息編碼效率和更精細的可伸縮性。采用基于塊的運動預測和補償以消除VOP的時間冗余度，對預測誤差和宏塊運動矢量同時進行編碼。一般情況下，每個VOP的形狀都是任意的，且其形狀及位置隨時間的變化而變化。因此為了對任意形狀的VOP的形狀、運動及紋理進行編碼，MPEG-4視頻檢驗模型引進了自適應宏塊網格。自適應宏塊由2種宏塊組成：標準宏塊及輪廓宏塊。包含VOP輪廓的宏塊稱為輪廓宏塊，位于輪廓以內的宏塊為標準宏塊。對標準宏塊的運動補償及紋理編碼同MPEG-1和MPEG-2的方法相同。而對于輪廓宏塊的運動估計、補償及紋理編碼，采用圖像填充技術，即用一定的灰度值填充輪廓宏塊中位于邊界以外的像素。后用“多邊形”匹配技術進行運動估計/補償。整個編碼過程是，先對形狀信息進行編碼，然后對基于VOP圖像窗口宏塊網格的運動矢量進行編碼，再對VOP中宏塊的運動和紋理信息進行編碼[10]。輸入輸入輸出解碼流定義VOPVop1編碼Vop2編碼···復用解復用Vop1解碼Vop2解碼···合成 圖3-1VOP編解碼基本過程MPEG-4編碼器主要由形狀編碼、紋理編碼和運動編碼三部分組成。幀格式分為I-VOP，P-VOP和B-VOP。這里只討論I-VOP和P-VOP。I-VOP采用紋理編碼來消除一幀圖像數(shù)據(jù)間的空間冗余度；P-VOP是參考前一幀圖像，并采用兩種參數(shù)來編碼。一種是當前要編碼的圖像與參考圖像之間的差值；另一種是運動矢量。編碼器的具體結構模塊如圖3-2所示。碼流碼流形狀編碼圖像序列運動補償VOP運動矢量DCT量化VLC編碼反量化反DCT+幀存儲運動估值VLC編碼圖3-2MPEG-4視頻編碼器工作流程框圖3.3.1形狀編碼VOP的形狀信息有兩類：二值形狀信息和灰度形狀信息。二值形狀信息用0，l來表示VOP的形狀，0表示該像素在VOP區(qū)域之外，1表示在VOP區(qū)域之內。對二值形狀信息進行編碼時，采用基于塊的運動補償技術，可以是無損編碼，也可以是有損編碼。灰度形狀信息用0-255之間的數(shù)值來表示VOP內各像素的透明度，其中0表示完全透明（相當于二值形狀信息中的0），255表示完全不透明（相當于二值形狀信息中的1）?；叶刃螤钚畔⒌木幋a采用基于塊的運動補償DCT方法（同紋理編碼相似），屬于有損編碼。目前的標準中采用矩陣的形式來表示二值或灰度形狀信息，稱之為位圖（或alpha平面）。實驗表明，位圖表示法具有較高的編碼效率和較低的運算復雜度。3.3.2運動信息編碼類似于現(xiàn)有的視頻編碼標準，MPEG-4采用運動預測和運動補償技術去除圖像信息中的時間冗余成分，而這些運動信息的編碼技術可視為現(xiàn)有標準向任意形狀的VOP的延伸。VOP的編碼有三種模式，即幀內編碼模式（I-VOP），幀間預測編碼模式（P-VOP），幀間雙向預測編碼模式（B-VOP）。其幀結構關系：前者屬于后者。在MPEG-4中運動預測和運動補償可以是基于16×16像素宏塊的，也可以是基于8×8像素宏塊的。為了能夠適應任意形狀的VOP，MPEG-4引入了圖像填充技術和多邊形匹配技術。對于標準宏塊的運動估計和補償，可采用傳統(tǒng)的基于塊的運動估計和補償技術。而對位于VOP邊界的輪廓宏塊，則要采用圖像填充技術，即用一定的灰度值填充輪廓宏塊中位于邊界以外的像素。后用多邊形匹配技術進行運動估計/補償。圖像填充技術利用了VOP內部的像素值來外推VOP外的像素值，以此獲得運動預測的參考值?！岸噙呅巍倍x了輪廓宏塊中位于VOP以內的部分，而把位于VOP以外的像素排除在外。運動估計只對多邊形定義的屬于VOP活動區(qū)域的像素進行。對于各個幀的VOP預測仍然可以采用MPGE或H.261/3定義的前向預測（P-VOP）或雙向預測（B-VOP），內插技術也可以應用于VOP序列。“多邊形”匹配技術則將VOP的輪廓宏塊的活躍部分包含在多邊形之內，以此來增加運動估計的有效性。此外，MPEG-4采用8參數(shù)仿射運動變換來進行全局運動補償；支持靜態(tài)活動態(tài)的Spriet全局運動預測，對于連續(xù)圖像序列，可由VOP全景存儲器預測得到描述攝像機運動的8個全局運動參數(shù)，利用這些參數(shù)來重建視頻序列。3.3.3紋理編碼一個視頻平面的紋理信息可以表示為亮度Y和兩個色度成分Cr、Cb。在幀內情況下，紋理信息直接包含有亮度和色度成分，在運動補償?shù)那闆r下，紋理信息表示經過運動補償后的殘差。圖3-3說明了紋理編碼的原理。紋理編碼的對象可以是幀內編碼模式的I-VOP，也可以是幀間的編碼模式B-VOP或P-VOP運動補償后的預測誤差。編碼方法基本上仍采用基于8×8像素塊的DCT方法。在幀內編碼模式中，對于完全位于VOP內的像素塊，則采用經典的DCT方法；對于完全位于VOP之外的像素塊則不進行編碼；對于部分在VOP內，部分在VOP外的像素塊則首先采用圖像填充技術來獲取VOP之外的像素值，之后再進行DTC編碼。幀內編碼模式中還將對DTC變換的DC及AC因子進行有效的預測。在幀內編碼模式中，為了對B-VOP和P-VOP運動補償后的預測誤差進行編碼，可將那些位于VOP活躍區(qū)域之外的像素值設為128。MPEG-4標準可以將靜態(tài)紋理映像到2D或3D表面。MPEG-4的靜態(tài)紋理編碼與基于DCT變換的紋理編碼相比，它能提供更好的可分級性。靜態(tài)紋理編碼技術是基于小波變換的，其中的DC頻段系數(shù)和AC頻段系數(shù)單獨編碼。小波系數(shù)的量化、編碼都用到了零樹算法和算術編碼理論。VVLC比特流VOP紋理信息宏塊的判定及填充DCT變換量化系數(shù)掃描系數(shù)預測圖3-3VOP紋理編碼過程3.4本章小結本章第一部分簡要的介紹了MPEG-4標準；第二部分介紹了MPEG-4的功能特點；第三部分對MPEG-4壓縮算法做了深入的分析，接著闡述了MPEG-4壓縮算法的一般過程，最后對MPEG-4壓縮算法中的關鍵技術做了一一論述。本章是本課題的理論基礎之一。4實時傳輸協(xié)議4.1TCP協(xié)議和UDP協(xié)議的比較TCP/IP的傳輸層有兩個不同的協(xié)議即傳輸控制協(xié)議（TCP）和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）。TCP的全稱TransmissionControlProtocol，即傳輸控制協(xié)議。在網絡通信傳輸機制中，它屬于“面向連接，可靠傳輸”的類型。在進行通信之前，需要在兩個系統(tǒng)之間建立邏輯連接，在每個數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中都需要進行應答以保證數(shù)據(jù)包的完整。它提供了一個完全可靠的、面向連接的、全雙工的、流傳輸服務。允許兩個應用程序建立一個連接，并在一個方向上發(fā)送數(shù)據(jù)，然后終止連接。每一個TCP連接可靠地建立完善的終止，終止發(fā)生前所有的數(shù)據(jù)都很可靠的傳輸。這種方法需要的網絡開銷較大，可是數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃钥梢员ＷC[15]。UDP的全稱UserDatagramProtocol，即用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議。它屬于“面向無連接，不可靠傳輸”的類型。這一點必須注意。該協(xié)議只負責接收和傳送由上層協(xié)議傳遞的消息，它本身不做任何的檢測、修改與應答，上層協(xié)議需要自己處理這些事務。UDP協(xié)議中，每個數(shù)據(jù)包成為“數(shù)據(jù)包”，它的包頭包括四個域，涉及地址信息與包的長度和校驗信息。與此對應，TCP包的頭信息有十多個域。因此它的網絡開銷一般要小于TCP協(xié)議。由于UDP協(xié)議在傳送數(shù)據(jù)過程中沒有建立連接，亦不進行檢查，因此在優(yōu)良的網絡環(huán)境中，其工作的效率較TCP協(xié)議要高。根據(jù)TCP和UDP的特點可以看出，利用HTTP/TCP不能隨機訪問文件；TCP是以時間換取了傳輸?shù)目煽啃?，不適合多媒體數(shù)據(jù)傳輸實時性的要求；再次，TCP不能充分利用網絡帶寬的資源。相反，UDP的傳輸時延以及帶寬的利用都強于TCP，所以在傳輸層，一般采用UDP（UserDatagramProtocol）作為多媒體視頻流的傳輸協(xié)議。但是UDP數(shù)據(jù)包沒有編號，無法提供差錯控制，也不保證包的傳輸,更不能加載流的時間信息。為此Internet專家任務組IETF（InternetExpertTaskForce）制定了一些新的協(xié)議如資源預留協(xié)議RSVP、實時傳輸協(xié)議RTP等。這些協(xié)議使現(xiàn)有的IP網絡在理論上具有提供流媒體實時傳輸?shù)哪芰?，其中RTP是流媒體應用中的核心協(xié)議之一。RTP由兩個相關協(xié)議組成，即實時傳輸/控制協(xié)議，RTP/RTCP。RTP/RTCP是專門為交互式音視頻數(shù)據(jù)的實時傳輸而設計。4.2實時傳輸/控制協(xié)議RFC1889和RFC3550中定義了RTP協(xié)議（Real-timeTransportProtocol）和RTCP協(xié)議（RTPControlProtocol）。RTP協(xié)議是IP網絡中針對實時業(yè)務的一種傳輸協(xié)議，一般構架在UDP協(xié)議之上。另外，它也是一個數(shù)據(jù)封裝協(xié)議；實時業(yè)務數(shù)據(jù)封裝于RTP包的數(shù)據(jù)域中。RTP協(xié)議的設計目的是提供實時數(shù)據(jù)傳輸中的時間戳信息及各數(shù)據(jù)流（音/視頻等）同步功能。RTP提供序列號（SequenceNumber）以恢復數(shù)據(jù)包的順序，實現(xiàn)丟包檢測，為實時傳輸提供網絡擁塞等信息；提供時間戳（TimeStamp）用于媒體同步，使接收端按正確的速率回放數(shù)據(jù)；提供同步源標志（SourceIdentification）使接收端有可能獲得有關發(fā)送方的信息。RTP提供實時數(shù)據(jù)端到端的網絡傳輸服務，但它不為實時業(yè)務保留資源，也不保證服務質量。RTCP的主要功能是提供關于服務質量（QualityofService，QoS）的信息反饋。網絡終端系統(tǒng)可根據(jù)這些反饋信息來適應不同的網絡狀況。RTCP控制包共有五種類型，其中用于提供反饋的有兩種：發(fā)送端報告（SenderReport，SR）和接收端報告（ReceiverReport，RR）。前者描述發(fā)送端的發(fā)送和接收統(tǒng)計數(shù)據(jù)；后者描述接收端的接收統(tǒng)計數(shù)據(jù)。這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括發(fā)送包數(shù)、發(fā)送字節(jié)數(shù)、累計丟包數(shù)、己收報文的最大序列號、到達時間間隔抖動等。實時傳輸協(xié)議RTP和傳輸控制協(xié)議RTCP一起提供流量控制和擁塞控制服務。在RTP會話期間，各參與者周期性地傳輸RTCP包。服務器利用RTCP包中所包含的信息動態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。RTP和RTCP配合使用，它們能夠以有效的反饋和利用最小的開銷使傳輸效率最佳化，因而特別適合傳輸網上的實時數(shù)據(jù)。4.3RTP數(shù)據(jù)包格式RTP數(shù)據(jù)包由RTP包頭（包括出現(xiàn)在每一個RTP包中的前12字節(jié)的固定包頭以及出現(xiàn)在有混合器情況下的CSRC列表）和不定長的連續(xù)媒體數(shù)據(jù)（視頻數(shù)據(jù)或者音頻數(shù)據(jù)）組成。RTP數(shù)據(jù)包如圖4-1所示。VPXCCM載荷類型（PT）序號（SequenceNumber）時間戳（TimeStamp）同步源標（SSRC）特約源標（CSRC）……………數(shù)據(jù)載荷（payload）……………圖4-1RTP數(shù)據(jù)包格式其中各個字段的含義如下：（1）V：2位長的版本號。（2）P：1位長的附近標記位，用以說明包尾是否附有非負載信息。這些附加的信息可用于加密或通知低層協(xié)議。（3）X：一位長的擴展位。若X=1，表示RTP頭后附有一變長的擴展頭。（4）CC：4位長的CSRC計數(shù)，表示固定頭后有多少個CSRC標識符。（5）M：1位長的標一記位，用以標記數(shù)據(jù)流中的重要事件，如幀邊界等。（6）PT：七位長的負載類型。接收端據(jù)此來識別媒體類型。如果是編碼數(shù)據(jù)，則PT決定著接收端選用的解碼器。（7）SequenceNumber：2字節(jié)長的包序號。每個RTP數(shù)據(jù)包按發(fā)送先后次序依次增1。用于接收端的丟包檢測和包序號恢復。（8）TimeStamp：4字節(jié)的時間戳。記錄RTP包中數(shù)據(jù)開始產生的時鐘時間，用于同步和包到達間隔抖動計算。對固定速率的音視頻來說，每次取樣時戳時鐘增1。包和序號一樣，時戳的開始值也是隨機的。如果多個連續(xù)的RTP包在邏輯上是同時產生的，那么它們具有相同的時戳。（9）SSRC標識符：4字節(jié)長的同步源標識符，用以識別同步源。（10）CSRC標識符：為一貢獻源表，0~15項，每項4字節(jié)長。CSRC表用以識別和RTP包中負荷相關（提供負荷的）的源。由于CC只有4位長，當貢獻源超過15個時，則只能識別15個。CSRC由混合器（Mixer）通過貢獻源的SSRC識別符插入到RTP包中。（11）有效載荷：在視頻應用中，典型的有效載荷一般都很大，約為1460B。RTP數(shù)據(jù)包沒有包含長度域或其他邊界，其最大長度僅僅被下層網絡限制。4.4RTCP協(xié)議RTP的數(shù)據(jù)傳輸是無連接、無差錯控制的報文傳輸。RTCP是RTP協(xié)議中的控制功能協(xié)議，它單獨運行在底層協(xié)議上。RTCP是由接受方向發(fā)送方發(fā)送的報文，它負責監(jiān)視網絡服務質量、通信帶寬以及網上傳送的信息，并將其通知給發(fā)送端。4.4.1RTCP包的分類對應于不同的應用控制，RTCP信息由若干堆棧式的包組成，每個包有其自己的類型碼和長度指示，其包格式和RTP數(shù)據(jù)包類似。RTCP周期性的在會話成員之間組播，起著會員活動指示器的作用。常用的RTCP包有下列幾類：（1）SR源報告包（PT=200）：用于發(fā)送和接收活動源的統(tǒng)計信息。（2）RR接收者報告包（PT=201）：用于發(fā)送非活動站的統(tǒng)計信息。（3）SDEC源描述包（PT=202）：用于報告和站點相關的信息。（4）BYE（PT=203）：站點離開系統(tǒng)報告包。（5）APP（PT=204）：特殊應用包。4.4.2RTCP包的控制功能RTCP包的控制功能主要有以下幾點：（1）QoS監(jiān)測和擁塞控制：發(fā)送音頻和視頻數(shù)據(jù)的應用會產生一個SR包，包中含有所發(fā)送的包數(shù)和字節(jié)數(shù)統(tǒng)計信息等，接收者可據(jù)此估計出實際的數(shù)據(jù)率。會話成員向所有活動的音頻、視頻源發(fā)送RR包，包中含有所接收的最高包序號、丟失的包數(shù)、包間隔抖動測量值及計算源地址到目的地址之間RTT（RoundTripTime，來回時間）所需的時戳。從而發(fā)送方可以及時調整實時傳輸方式，保證端系統(tǒng)正常接收。接收方可以確定網絡擁塞的范圍是在本地還是在全區(qū)域，有的放矢的采取策略：網絡管理員可以監(jiān)視網絡的傳輸、調整傳輸策略，保證傳輸?shù)膶崟r性。（2）媒體間同步：SR包中含實際時間和相應的RTP時戳，可用于不同媒體間的同步。（3）識別信息：RTP數(shù)據(jù)包只能通過隨機產生的32位識別符來標識源，不能滿足諸如會議這樣的復雜應用的要求。而RTCP的SEDS包中有足夠的文本信息，如正規(guī)的名字（C_name）、用戶名（Name）、Email地址、電話號碼（Phone）、應用及警示信息（Loc）等，方便接收方獲取發(fā)送方的有關信息，滿足復雜應用的需要。（4）會議大小估計和控制信息量的調節(jié)：參與會話的每個成員周期性地發(fā)送RTCP包。4.5本章小結本章詳細介紹了RTP協(xié)議和RTCP協(xié)議，以及它們的報文格式和各個字段的意義。本章是本課題理論基礎之一，RTP/RTCP協(xié)議本身不提供任何保證按時傳輸和其他的QoS，而是依賴于程序來實現(xiàn)這些功能。5視頻采集和編碼的軟件設計與調試5.1基于DH-CG400的視頻采集設計5.1.1視頻采集流程要完成基于DH-CG400視頻采集卡的CCD攝像機的視頻數(shù)據(jù)采集，首先需要使系統(tǒng)支持視頻設備，即驅動的加載，然后需要獲得相關的視頻設備的屬性信息和圖像信息，并對采集窗口、顏色模式、幀狀態(tài)初始化，最后才能進行視頻圖像的采集?；贒H-CG400的視頻數(shù)據(jù)采集的流程如下：1、打開視頻設備；2、讀取設備信息；3、進行視頻采集；4、對采集的視頻進行處理。5.1.2視頻采集部分代碼及實驗結果在Windows操作平臺上，因為有API（ApplicationProgrammingInterface,應用程序編程接口）的的緣故，所以從攝像頭獲取視頻比較容易實現(xiàn)。主要是要引用兩個核心類庫，一個是avicap32.dll，一個是User32.dll。然后就可以針對攝像頭中的視頻，拍照，保存功能進行操作了。主要代碼如下：//創(chuàng)建視頻窗口并得到句柄hHwnd=CameraForm.capCreateCaptureWindowA(refrefDevice,1342177280,0,0,640,480,this.panel1.Handle.ToInt32(),0);if(CameraForm.SendMessage(hHwnd,0x40a,intDevice,0)>0){CameraForm.SendMessage(this.hHwnd,0x435,-1,0);CameraForm.SendMessage(this.hHwnd,0x434,0x42,0);CameraForm.SendMessage(this.hHwnd,0x432,-1,0);CameraForm.SetWindowPos(this.hHwnd,1,0,0,intWidth,intHeight,6);}else{CameraForm.DestroyWindow(this.hHwnd);}點擊運行后，實驗結果如下圖所示：圖5-1視頻采集運行界面點擊開始選項，觸發(fā)this.OpenCapture()事件，開始視頻采集，實驗結果如下圖所示：圖5-2視頻采集界面點擊停止選項，觸發(fā)CameraForm.DestroyWindow(this.hHwnd)事件，停止視頻采集。5.1.3MPEG-4實時視頻傳輸體系架構首先在發(fā)送端，原始的數(shù)據(jù)流通過采集后，進入MPEG-4編碼器進行編碼，接著視頻信息在應用層由RTP進行封裝，并把視頻信息的特征（如時間戳和順序號）寫入RTP數(shù)據(jù)報中，交給下層UDP處理，UDP對RTP數(shù)據(jù)報進行封裝，并把源端口地址、目標端口地址和校驗值等寫入自己的數(shù)據(jù)報中，RTP和UDP一起共同完成傳輸層協(xié)議所應完成的任務，UDP數(shù)據(jù)報被交給IP網絡層處理，IP網絡層協(xié)議對UDP數(shù)據(jù)報進行封裝，在IP層確定網絡的尋址方式，由路由表把視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌闹鳈C。對于要發(fā)送的視頻，其發(fā)送比特率可以依據(jù)RTCP反饋控制協(xié)議反饋回的信息進行動態(tài)分配。在網絡傳輸中，數(shù)據(jù)包可能因為網絡阻塞在路由器/網關被丟失，或由于超過延遲時間在目的端被丟棄。我們將Intenret看成一個“黑箱”，所有的丟包和時延都不受我們控制。雖然我們更希望將網絡擁塞定位并反饋擁塞點，如一個路由/交換的瓶頸等。在這種條件下，可以在交換節(jié)點設計一個功能強大的網絡速率算法，用來精確估計可用帶寬并反饋到發(fā)送端。但是，在目前的網絡條件下，IP交換機/路由器都無法主動參與這種反饋控制，所有流控制和差錯恢復功能都留給終端系統(tǒng)的上層去完成。其次在接收端，成功傳輸?shù)侥康亩说臄?shù)據(jù)包首先以逆序通過RTP/UDP/IP層，再進入MPEG-4解碼器進行解碼。接收端的QoS監(jiān)控器將依據(jù)所到達包的情況（如丟包和延遲）判斷網絡阻塞狀況，這些信息被反饋控制協(xié)議RTCP反饋回發(fā)送端，發(fā)送端根據(jù)這些信息估計網絡的可用帶寬，并控制MPEG-4編碼器的輸出速率。圖5-3[15]是實時通信的傳輸體系結構圖。圖5-4是MPEG-4數(shù)據(jù)包在網絡中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)封裝的格式。QoS控制QoS控制原始視頻流QoS控制QoS控制原始視頻流編碼RTP封裝UDP封裝RTCP反饋IP封裝InternetIP分析UDP分析RTCP封裝RTP分析緩沖序列解碼顯示圖5-3視頻傳輸體系結構IP包頭UDP包頭RTP包頭MPEG-4包頭MPEG-E載荷圖5-4MPEG-4數(shù)據(jù)封裝格式UDP數(shù)據(jù)包格式有首部和數(shù)據(jù)兩個部分。首部很簡單，共8字節(jié)。包括：

◆源端口（SourcePort）：2字節(jié)，源端口號?！裟康亩丝冢―estinationPort）：2字節(jié)，目的端口號。◆長度（Length）：2字節(jié)，UDP用戶數(shù)據(jù)報的總長度，以字節(jié)為單位?！魴z驗和（Checksum）：2字節(jié)，用于校驗UDP數(shù)據(jù)報的數(shù)字段和包含UDP數(shù)據(jù)報首部的“偽首部”。其校驗方法同IP分組首部中的首部校驗和。偽首部，又稱為偽包頭（PseudoHeader）：是指在TCP的分段或UDP的數(shù)據(jù)報格式中，在數(shù)據(jù)報首部前面增加源IP地址、目的IP地址、IP分組的協(xié)議字段、TCP或UDP數(shù)據(jù)報的總長度等共12字節(jié)，所構成的擴展首部結構。此偽首部是一個臨時的結構，它既不向上也不向下傳遞，僅僅只是為了保證可以校驗套接字的正確性。下圖為UDP數(shù)據(jù)包及IP分組格式：字節(jié)：4 41 1 2源IP地址目的IP地址017UDP長度字節(jié)：12 2 2 2 2偽首部源端口目的端口長度檢驗和首部數(shù)據(jù)UDP用戶數(shù)據(jù)IP分組首部IP分組數(shù)據(jù)IP分組圖5-5UDP數(shù)據(jù)包及IP分組格式5.1.4登錄界面設計的主要代碼及實驗結果登錄界面主要由用戶名、密碼、登錄按鈕以及重置按鈕構成。只有當輸入正確的用戶名和密碼之后，點擊登錄按鈕時，用戶才能進行登錄，觀看監(jiān)控視頻；若輸入的用戶名或密碼不正確時，則會提示用戶名或密碼有誤，點擊重置按鈕，重新進行輸入。主要設計代碼如下：<body><center><h2>智能安防Web視頻監(jiān)控系統(tǒng)</h2><formid="form1"runat="server"><divstyle="width:311px;margin-left:0px;">用戶名<asp:TextBoxID="username"runat="server"Height="20px"Width="148px"style="margin-left:34px"></asp:TextBox><br/>密    碼       <asp:TextBoxID="password"runat="server"Width="148px"style="margin-left:8px"textmode="Password"Height="20px"></asp:TextBox></div><p><asp:ButtonID="Button1"runat="server"Text="登錄”onclick="Button1_Click1"/>       <asp:ButtonID="Button2"runat="server"Text="重置"onclick="Button2_Click"/></p></form></center></body>點擊程序“運行”按鈕，則登錄頁面運行結果如下：圖5-6登錄界面輸入正確的用戶名和密碼之后，點擊登錄按鈕，則跳轉到用戶監(jiān)控頁面，實驗結果如下圖所示：圖5-7視頻播放界面5.1.5局域網內網站的測試與發(fā)布課題用到的局域網網站發(fā)布軟件為CassiniDev,下圖為發(fā)布的軟件界面圖5-8局域網內網站發(fā)布軟件界面設置好PhysicalPath,并在IPAddress選項中選擇Specific選項，并在下拉列表中選擇本機的IP，實驗結果如下圖所示：圖5-9軟件設置界面點擊Start，左下角會自動生成本機的IP地址和網絡的端口號,實驗結果如下圖所示： 圖5-10設置成功界面點擊藍色鏈接地，則會出現(xiàn)DirectoryListing頁面，實驗結果如下圖所示：圖5-11網址鏈接界面點擊login.aspx，則會跳轉到圖5-6所示的登錄界面。5.2本章小結本章節(jié)一開始介紹了視頻采集的一般過程