基于嵌入式Web视频服务器的变电站远程视频监控系统的研究与设计

1、害伤装案大垮硕士学位论文基于嵌入式视频服务器的变电站远程视频监控系统的研究与设计研指专研所导业究在究教名方学生：师：称：向：院：姜凰型朴在林塾拯壅些电氢丝当自动丝一让簋扭座旦挂苤信！愚皇鱼氢工程堂瞳年月日沈阳农业大学硕士学位论文基于嵌入式视频服务器的变电站远程视频监控系统的研究与设计研究生：姜风利摘要导师：朴在林教授随着计算机技术，网络技术，图像处理技术的飞速发展，视频监控技术己经在许多领域取得了成功的应用，它也已成为变电站无人值守模式发展的必然趋势。目前电力系统中应用的传统图像监控系统有工业电视系统和计算机管理的图像监控系统。工业电视系统是将安装在厂站现场的摄像机通过视频电缆将视频信号经视频

2、切换器传送到监视器。由于视频电缆会使模拟视频信号产生损耗，传送图像局限在范围内，只能用于本地监视。计算机管理的图像监控系统是将摄像机采集的模拟视频信号，经计算机视频采集卡数字化再压缩编码，而后远传或本地监视。采集点增多时，计算机工作量大，形成信息传输瓶颈，图像失真，系统不稳定。目前，计算机网络和嵌入式技术飞速发展使得嵌入式系统在工业生产和日常生活中得到了广泛的应用。如何利用计算机网络和嵌入式技术，把体积很小、成本很低的嵌入式设备嵌入到现有的安防监控系统中，提高其监控水平是业界研究的热点。为此，本文设计和实现了一种基于嵌入式视频服务器的视频监控系统，该系统采用的嵌入式视频服务器实际上是采用嵌入式

3、实时多任务操作系统，把视频压缩和服务器功能集中到一个体积很小的设备内，直接连入局域网或广域网，即插即看。系统的实时性、稳定性、可靠性大大提高，也无需专人管理，非常适合无人值守的环境。本文通过对国内外视频监控系统发展趋势及现状的调研，根据变电站的实际情况，提出了以视频服务器为核心的远程视频监控系统方案，确立了系统结构采用多层分布式结构，硬件部分采用嵌入式服务器，软件部分采用基于模块化的设计方法，对系统进行划分，并对各模块的功能和实现方案作了深入讨论，分析了各种视频数据压缩编码技术，确定了本系统中的视频数据压缩标准采用一压缩算法。基于以上的研究完成了变电站远程视频监控系统在平台上的设计和开发工作。

4、系统运行结果表明：本文采用的视频图像压缩标准一，对采集视频进行大比率压缩，其压缩解码易于压缩协议升级和开发，整体上取得了较令人满意的图像传输质量，可以预计这种基于嵌入式视频服务器的网络视频监控方式将会随着水平的提高而逐渐占主导地位。关键词：视频监控，图像压缩，嵌入式，视频服务器英文摘要、强：也：瓢卸缈纠印仃，诅娟、订订锄醐州订踟【印越锄粕了乱，血血绷，啪卸知，啪舳确鲥廿，锄吼，科撕锄锄孔印，晡，矗，纠，鹊“，柚，衄，锄，】，日仃蛐，谢，卸枷锄咖，沈阳农业火学硕十学位论文仃，。、撕脚卫，咖啦，衄柚。”。】曲廿砌啦岫。协越，删郫：舀髂，独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工

5、作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得沈阳农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：兽风叫时间：）帅年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解沈阳农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意沈阳农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的内容。（保密的学位论文在解密后应遵守此协议研究生签名

6、：差风，时间：）舯年石月日导师签名：斗庇朽时间：函。多年月乒沈阳农业大学硕士学位论文第一章绪论课题背景随着国民经济和科学技术的发展以及人民生活水平的提高，人们对只常工作的条件和环境也不断提高着要求。在这种情况，对于以往一些工作环境恶劣，地理位置较远或者有可能危及人员身体健康甚至生命的场合，采用无人值守作业的要求就日益突出。无人值守作业已经成为许多行业的迫切需要，在电力系统也是如此。鉴于现今变电站（所）的位置和环境要求，如果对肃隔几十甚至几百公里距离之外的变电站每天派人去进行现场值班工作既浪费人力物力财力，电不便于管理和处理突发情况，所以用于远程的无人值守监控系统的设计就被提了出来。对于远距离无

7、人值守的变电站，为了及时了解现场的工作情况，这就需要一套远程视频监控系统，使之能够对变电站的高压危险区域和浦位仪、高压开关、电容器室等关键控制区域以及变电站四周图像的非法入侵进行视频监控和红外监控，并且能够对现场发生的异常情况进行报警，咀便远端值班中心操作人员及列发现和解决故障。通过公用或者专用的网络，将远程现场展现在远端控制中心值珊人员面前或者对远程现场情况进行实时录像，并对异常情况能进行报警提示。开发具有这样功能的一个监控系统，可以大大提高变电站的工作效率，减少开销。将系统稍作改动，也可用于其它远程监控现场的应用。这些年，随着国民经济的发展，远程监控系统的应用已经越来越广泛：制造企业的生产

8、现场，随着制造业企业现代化的不断发展，以及制造企业的不断计算机化，制造企业的监控将成为一个热点智能楼宇中的综合监控管理系统，包括楼宇设备管理、保安管理、停车监控等无人值守的终端银行、邮电、水利、交通等大型公共设施大型仓库及军事基地等场所家庭用户，随着人民生活水平的提高以及计算机的家庭普及率提高家庭小型监控的需隶量也很大在国外，已经有许多专门的公司和机构在进行远程监控系统的研制和开发上作，也有许多产品早已经在市场上出现并投入了实际使用中。而我国在近年也在逐渐发展自己有许多产品早已经在市场上出现并投入了实际使用中。而我国在近年也在逐渐发展自己绪论的远程监控系统的研制工作，并尽量减低其开发成本和使用

9、环境以及运行条件的要求，以便更好的为市场所接受，尽早的投入各急需行业的使用中去（张重雄，）。视频监控系统的发展概况视频监控系统是安全防范系统的组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控系统因其直观、方便、信息内容丰富的特点而被广泛地应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有长足的发展，其发展大致经历了三个阶段：（）在世纪年代初期，主要是以模拟设备为主的闭路系统，称为第一代视频监控系统，即模拟视频监控系统。采用视频电缆以模拟方式传输，传输距离不能太远，主要应用于小范围内的监控，监控图像一般只能在控制中心查看。（）世纪年代中期，基于的多媒体监

10、控数字视频压缩编码技术的日益成熟，微机的普及化，为基于的多媒体监控创造了条件。这种基于的系统称为第二代视频监控系统，即在远端监控现场，有若干个摄像机，各种检测、报警等探头与数据设备，通过各自的传输线路，汇接到多媒体监控终端上，通过通信网络，将这些信息传到一个或多个监控中心。（）到了世纪年代末特别是近几年，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高，以及各种实用视频信息处理技术的出现，视频监控进入了全数字化的网络时代，称为第三代视频监控系统，即全数字视频监控系统或网络数字视频监控系统。第三代视频监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，引发

11、了视频监控行业的技术革命。基于嵌入式技术的视频监控系统正是一个网络视频监控系统，其主要工作原理是：视频服务器内置一个嵌入式服务器，采用嵌入式实时操作系统，摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过内部总线传送到内置的服务器，网络上用户可以直接用浏览器观看服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。由于把视频压缩和功能集成到一个体积很小的设备内，可以直接连入以太网，达到即插即看，省掉各种复杂的电缆，安装方便（仅需设置一个地址），用户可直接通过浏览器查看被监控点的图像，或者利用软件在机上进行多画面显示和处理刘富强，、。沈阳农业人学硕士学位论文监控系

12、统的软硬件发展动态对于监控系统的发展动态，可以将其发展分为硬件发展动态和软件发展动态两个部分来分析。硬件发展动态硬件的发展对监控系统的影响是至关重要的，其中影响最广泛的有下面几种硬件的发展：计算机处理速度的发展动态：计算机处理速度对视频监控是非常重要的，高的计算机处理速度可以为多路信号的实时播放工作提供保障（特别是在进行软件的压缩数据解压时）。硬盘和内存的存储量快速发展：大的硬盘容量更适应于视频信号的备份和存储，而不断扩大的内存容量更能适应多路信号的监控要求。网络硬件设备的技术发展：随着网络速度日新月异的提高，网络适配器、集线器等设备的价格的降低，都为远程监控系统准备了充足的硬件基础，其成本也

13、更加合理并能被大多数客户所接受。视频压缩芯片的技术发展：视频压缩技术的发展极大的扩充了视频监控的能力，因为要通过计算机软件来进行多路视频的压缩处理，压缩速度还是很不理想的，而通过压缩芯片对视频流进行实时压缩，大大提高了监控系统的实时处理能力。软件发展动态软件的发展动态涉及的范围非常广，这也导致了实现计算机远程视频监控是一件非常复杂的任务，它的发展和计算机操作系统、开发软件、相关算法的发展息息相关。操作系统的发展：目前比较普遍的操作系统是微软的系歹，它从到、一直到、聃、的出现，对网络和多媒体的支持也越来越好。、开发平台的发展：目前能够进行多媒体数字监控软件开发的平台有很多，如微软公司的开发工具系

14、列，公司的开发工具系列等，功能也越来越强大，促进了应用软件的开发工作。视频压缩算法的发展：视频压缩编码的标准发展很快，压缩编码正在向智能化、绪论对象化发展，具体的算法从离散余弦到现在的小波变换也在不断发展中。国内外研究现状目前国内的视频监控系统的发展情况是：模拟视频监控的比例急速减少，对于新安装的视频监控系统，数字视频监控系统逐渐占据了主导地位。就技术角度而言，第三代视频监控系统才是未来数字监控系统的发展方向，具有很高的先进性和可扩充性。据权威机构统计，年全球图像监控系统的市场总额为亿美元，近年来一直以每年至的速度快速增长。在英国每年有将近亿美元的资余投入到视频监控系统的研制中。北美、澳洲和其

15、他一些欧洲国家在视频监控方面也有了飞跃的发展（刘富强，）。中国目前在数字视频设备、远程监控方面己经做出可喜成绩。但在整体上尤其是系统前端器材上，与国外先进的产品比，还有很大的差距。我国的视频监控系统产品制造业起步较晚，国内产品发展大都在现有国外产品的基础上作二次开发。特别是在软件方面，要结合我国市场特点，研制出适合中国人使用的操作界面和数据库。年，中国市场的增长率从攀升至，作为安防产品的重要组成部分，视频监控引起了各方关注。不可否认的是，中国的数字化产品生产企业在技术上几乎完全依赖国外的技术发展。与家电企业在、上所面临的问题一样，中国的数字化监控企业还不能够独立开发专业硬件平台，不能够生产专业

16、芯片，也面临着资金投入不足，无法掌握核心芯片和嵌入式主板开发的关键技术，企业的技术创新能力较差。而台湾和邻国韩国在这方面，强于中国国内企业，他们的企业可以开发出各类图像压缩芯片，提供各类板卡及解决方案。因此在近期内中国国内的企业只能利用国外公司技术成果，开发数字化监控产品。目前国外已有很多公司投入资金，开发多路的、一压缩芯片，并提供相应的整体方案解决平台，中国国内也有公司在研制基于小波的图像压缩芯片，这些芯片的研制成功，将直接影响今后数字化监控产品的发展方向，但这类芯片应用在监控行业，还需要经过芯片厂家与中国国内监控厂商的共同努力。本文主要研究内容本课题所设计的基于嵌入式技术的视频监控系统采用

17、嵌入式沈阳农业大学硕士学位论文技术、流媒体传输技术，实现了远端用户只要普通浏览器或者客户端软件就可对监控点进行监控的功能。并且能够保证高品质的监控图像，拥有较高的网络吞吐量。本文的主要研究内容如下：研究了各种视频图像压缩编码技术，确定了该监控系统采用一压缩标准。深入研究有关嵌入式的成熟技术，选择适合本项目的开发平台和丌发技术。深入研究网络视频监控系统的系统结构，完成了本课题所设计系统的整体结构的设计。设计并编码实现该系统的各个功能模块，包括系统初始化模块、服务模块、视频数据处理模块、云镜控制模块、视频数据发送模块、视频数据接收模块。论文内容安排如下：第一章阐述了电力系统中视频监控系统的应用以及

18、视频监控系统的发展概况。第二章首先介绍了视频编码相关技术，建议选用作为变电站视频监控系统的图像编码格式：其次从传输介质、传输网络、传输协议三个方面介绍了变电站视频监控系统的网络传输技术。第三章介绍了嵌入式系统以及嵌入式曲视频服务器的软硬件结构及原理，并探讨了实现视频服务器的关键技术。第四章详细的阐述了基于嵌入式视频服务器的变电站远程视频监控系统的总体设计，确立系统的结构和客户端软件的功能。第五章完成了基于嵌入式曲服务器的变电站远程视频系统的具体实现，对前面设计的系统进行代码实现。第六章对整个系统进行了总结回顾，提出了系统的一些不足和下一步需要做的改进作。网络视频监控系统中的关键技术第二章视频图

19、像编码技术网络视频监控系统中的关键技术视频图像编码的必要性多媒体数据一般包括文本、图形、视频图像和动画等媒体。在多媒体信息处理中，最基本的要求是能够动态实时的处理声音、动画和视频信号。一般的文本由于数据量不大，所以存储时所占用的存储空间不多，在传输时也不占用很多的时间。而图像的数据量是非常庞大的，若不对视频数据进行压缩处理，远程监控的实时性根本不可能达到。监控系统中对于摄像机采集的模拟信号经过模拟数字转换成为数字信号，数字信号有可靠性高、质量好等优点，但在存储和传输中存在着数据量太大的问题。例如，分辨率为，每秒帧的视频而言，进行网络传输时其需要带宽大小为：，由此可见一秒钟的视频存储时就要占用好

20、几百兆字节的硬盘空间，可以想象一个视频短片甚至是一部电影将会需要巨大的存储空间，因此视频压缩的理论和技术出现是数字化时代不可避免的（陈维荣等，）。视频图像编码的可能性研究发现：图像具有很大的数据压缩潜力，它们存在着很多数据冗余。（）空间冗余：由图像色彩的连贯性产生，是静态图像存在的最主要的一种数据冗余。（）时间冗余：是序列图像（电视图像、运动图像）中经常包含的冗余。序列图像中的相邻帧往往包含相同的背景和运动物体，只不过运动物体所在的空间位置略有不同而已。（）信息熵冗余：又称编码冗余。为表示图像数据的一个像素点，只要求按其信息熵的大小分配相应的比特数。而对于实际图像数据的每个像素，很难得到它的信

21、息熵，因此一般是对每个像素采用相同的比特数来表示，这样就必然存在冗余，这种冗余就称为信息熵冗余。另外，根据不同的情况，在原始的视频图像中还可能存在别的冗余，比如结构冗余、知识冗余、纹理统计冗余等。对于不同的冗余信息，可以通过不同的方法来达到较好的冗余去除效果。是由于以上的原因，图像的数据压缩是可能的。图像数据压缩技术是多媒体图像沈阳农业大学硕士学位论文技术中十分重要的组成部分。如果不对视频图像进行有效的数据压缩，则无论传输还是存储都很难达到实用化（刘富强，）。视频编码原理视频编码的基本原理就是采用一系列的变换技术减少视频中的冗余信息，在一定的需求和应用条件下，尽量用最少量的数据来获得最好质量的

22、视频图像。现有的视频编码技术主要采用两种已经成熟的技术束压缩视频图像数据，分别是离散余弦变换（）和运动预测和补偿。（）技术是将图像块进行变换后，将图像信息从空间域转化到频率域，利用人眼对高频数据的不敏感性，去除高频信息。此外，由于在频域上，大多数变换系数是零，从而压缩了图像的空间冗余信息。运动预测和补偿技术主要减少视频图像的时间冗余度，用二维运动矢量描述相对于背景运动的图像块，在两个帧内编码的图像（，帧）之间的视频图像，如帧（枷），帧（砌）等采用运动矢量的差值来描述运动图像块。在解码时根据运动矢量从已知图像中查找相应的图像块并叠加校正误差，从而减少了传输的数据量。视频图像编码标准自世纪年代末以

23、来，国际电信联盟和国际标准化组织先后颁布了一系列有关静止和活动图像编码的国际标准建议，对图像与多媒体通信的研究、发展和产业化起了巨大的推动作用（朱秀昌，）。（）静态图像压缩标准（）是联合图像专家组（伊）的缩写，成立于年，是个国际标准化组织和国际电报电话咨询委员会（）的联合技术委员会，其任务是制定一个可广泛应用于图像存储和通信领域的通用性标准，并且是得到两个国际组织认可的统一编码标准。年被批准为标准。它是一套用于静态彩色图像和单色灰度值图像的压缩标准。算法，具有以下四种操作方式：顺序编码、累进编码、无失真编码、分层编码。其中最常用的是基于变换的顺序型模式，其主要编码过程与的帧内编码过程大致相同。

24、输入信号经变换后，按固定的亮度与色度量化矩阵进行非线性量化。对量化后的直流系数进行差分编码，交流系数进行行游程编码再按霍夫曼码表进行变长编码后，送缓存器输出。由于是一种不含帧问压缩的帧内压缩编码方法，所以压缩比较帧内帧间压缩要低。但就因为不含帧间压缩，使得各帧在网络视频监控系统中的关键技术压缩编码后是各自独立的，这一点对于编辑来说是有利的，可以做到精确到逐帧的编辑。标准的应用范围很广，它提供了三种压缩算法：基本系统（）、扩展系统（）和无失真压缩（）。其中基本系统基于和可变长编码（）压缩技术，能提供高达：的压缩比，且能保证可接受的重建图像质量（黎洪松，）。（）运动图像压缩标准（系列）在渚多视频压

25、缩的国际标准中，首先颁布的建议具有非常特别的意义。它综合了图像编码多年来的研究成果，首次采用了加帧间运动补偿预测的混合编码模式：它的规范的数据格式、编码器模块结构、编码输出码流的层次结构、丌发的编码控制与实现策略等技术，对后来制定的视频编码标准产生了深远的影响，促进了视频通信的产业化发展，使得数字视频通信在较短的时间内得到了很大的普及。标准于年月通过建议“×视昕业务的视频编解码器”，其中的范围是，覆盖了整个窄带基群信道速率。该标准的应用目标是会议电视和可视电话，通常，时适用于可视电话，在以上时可以适合于会议电视业务。标准利用视频信号帧问的相关性，可以获得较大的压缩率。它包括信源编码和

26、统计编码两部分。信源编码采用有损编码方法，又分作帧内编码和帧问编码两种情况。帧内编码减少空间冗余信息，一般采用单一的基于的变换编码方法，系数经线性量化，再经视频多路编码器进入缓冲器。根据缓冲器的空、满度，改变量化器的步长来调节视频信息比特流，与信道传输速度匹配。帧间编码一般采用混合编码方法。用艉，差分脉冲编码调制）编码方法对当前宏块与该宏块的预测值的误差进行编码，当误差大于某个给定的阀值时，对这些误差进行变换、量化处理，然后和运动矢量信息一起传送到视频多路编码器。统计编码则是利用信号的统计特性来减少比特率。标准是基于运动补偿的的混合编码，在运动搜索的基础上进行运动补偿，然后运用变换和“之”字形

27、扫描游程编码，从而得到输出码流。在标准的基础上，将运动矢量的搜索增加为半像素点搜索；同时又增加了无限制运动矢量、基于语法的算术编码、高级预测技术和帧编码等四个高级选项；从而达到了进一步降低码速率和提高编码质量的目的。沈阳农业大学硕士学何论文视频编码标准是专为中高质量运动图像压缩所设计的低码率图像压缩标准。与的传输码率相比，的码率更低，单位码率可以小于，且支持的原始图像格式除了支持的和之外，还有、和。采用运动视频编码中常见的编码方法，将编码过程分为帧内编码和帧问编码两个部分。在帧内用改进的变换并量化，在帧间采用像素运动矢量预测补偿技术，使运动补偿更加精确，量化后采用改进的变长编码表（）对量化数据

28、进行的编码得到最终的编码系数。标准的编码速度快，设计编码延时不超过，即使在码率很低的情况下仍然能够得到比标准更好的图像效果，适合于中低速通道条件下的视频监控系统。目前，编码已被许多多媒体通信终端标准所吸收，如：（），（），（），（，）（王明臣，）。，标准年推出的是建议的第二版，它提供了个新的可协商模式和其他特征，进一步提高了压缩编码性能。例如允许使用更多的源格式，图像形状和时钟频率也有多种选择，拓宽了应用范围；另一重要的改进是可扩展性，它允许多显示率、多速率及多分辨率，增强了视频信息在易误码、易丢包的异构网络环境下的传输。另外，的图像分段依赖性也可以是受限的，以减少差错传播。对中的不受限运动矢

29、量模式进行了改进，加上个新增的可选模式，不仅提高了编码性能，而且增强了应用的灵活性。年推出了十标准，它增加的高级选项已经达到了项，更加增强了视频编码的灵活性。标准在发布了标准后，制定了短期开发计划和长期开发计划，发展成和，经过几年时间的发展，在年月作为压缩标准进行发布。是的（、的（，视频编码专家组）和，运动图像编码专家组）的（锄，联合视频组）开发的一个新的数字视频编码标准，它既是的，又是的一的第部分。它在多模式运动估计、整数变换、统一符号编码、分层编码语法等方面都有它的独到之处。和以前的标准一样，也是加变换编码的混合编码模式，但它设计简洁，不用众多的选项就可以获得比、更好的压缩性能；加强了对各

30、种信道的适应能力，采用“网络友好”的结构和语法，有利于对误码和网络视频监控系统中的关键技术丢包的处理：应用目标范围较宽，以满足不同速率、不同解析度以及不同传输（存储）场合的需求。（）运动图像压缩标准（系列）（）意思是“运动图像专家组”。这个专家组的任务是为了对数字存储媒质、电视广播、通信等方面的运动图像和伴音给出一种通用的编码方法，于年和年分别通过了和一压缩编码标准。标准有三个组成部分：视频、音频、视频与音频的同步。视频是标准的核心。为满足高压缩比和随机访问两方面的要求，视频压缩算法中包含两种基本技术：一种是基于×子块的运动补偿技术，用来减少帧序列的时域冗余；在利用块匹配运动补偿来减

31、小时间冗余度时，不仅用上一帧的图像预测当前图像，而且也使用下一帧图像预测当前图像，即双向预侧，这是和标准有重要区另的地方。因此，和中有三种类型图像，即，三种。帧只进行帧内压缩，是作为预测基准的独立帧，具有较小的压缩比。由帧前向预测产生的帧具有中等压缩比，并与帧一起成为帧的预测基准。由双向预测产生的帧则具有最高的压缩比。另一种是基于的压缩，用于减少帧序列的空域冗余；在帧内压缩及帧间预测中均使用了变换。运动补偿算法是当前视频图像压缩技术中使用最普遍的方法之一。由于压缩算法复杂、计算量大，其实现一般要专门的硬件支持。用句法规定了一个层次性的结构，共分六层。这六层是图像序列（）、图像组（）、图像（）、

32、宏块条（）、宏块（块）。一标准制定于年，是针对以下数据传输率的数字存储多媒体运动图像及其伴音编码设计的国际标准。关键压缩技术仍是、运动补偿和衙编码。的信源输入格式是（制为×：制为×）。格式的信源要转换成后进入编码器，解码器输出也是格式，显示时要经内插，扩充为格式。该标准主要用于在（包括，等）存储彩色的同步运动视频图像。同时，它还被用于数字电话网络上的视频传输，如非对称数字用户线路（）、视频点播（）、教育网络等。是一种高质量视频的压缩标准，该标准的任务是制定通用的活动图像及其沈阳农业人学硕士学位论文伴音的编码标准，以适于各种应用目的，其主要对像是和。最初标准的基本要求有两条：

33、一是视频图像模式采用×像素，是的倍；其次是传输码率为，基本上也是标准传输码率的倍。随着大量提案的涌入，对标准提出了越来越多的质量及应用要求。值得指出的是，由于一的研究领域扩展到包含一的研究内容，后来撤销了一标准。最显著的特征之一是其通用性，即不依赖于特定的应用，这使得成为目前为止重要的视频压缩标准。一采用了一种称之为“工具箱”的方法，将视频编码规范中规定的语法子集定义为类（），其特点是可根据需要从工具箱中选出一个子集，以满足特定的应用需要。（卜是伽最初为（高清晰电视广播）制定的编码和压缩标准，但由于一的出色性能已能适用于，因此标准并未制定，我们通常所说的指的是，只是的一个音频压缩标准

34、。是为传输数码率低于的实时图像设计的。与一基于（锄）的压缩标准不同，是基于对象（）的压缩标准。处理的是音频及基于“矩形帧”的视频信息，而其交互功能也仅仅是局限在音频及矩形帧层次上。全新的标准超越了的目标，支持基于内容的交互功能，以音视频对象（）的形式对场景进行描述，这些在空间及时间上有一定的关联，进行分析后，可对场景进行分层描述。因此，提供了一种崭新的交互方式基于内容的交互（），允许用户根据系统能力和信道带宽进行分级解码、同每一个对象进行交互以及对对象进行组合等。集成了不同性质的对象，例如视频对象、计算机生成的图形图像、文字、自然及合成音频对象等等。另外，还考虑了多种网络的不同特性，支持多媒体

35、信息的通用存取（朱秀昌，）。一提出了基于对象的编码，这一点在视频监控系统中有很好的应用。因为视频监控系统的大量背景图像是静止不动的，可以采用压缩比较高，损失比较大的方法进行编码；对运动物体的图像采用了压缩比较低，损失比较小的编码方法，这样就在压缩效率和解码图像质量间得到了很好的平衡。基于对象的编码方式还可以实现基于内容的网络视频监控系统中的关键技术交互性功能，基于对象的分级功能是一提供的又一个新的功能，提供了两种基本的分级工具：时域分级和空域分级，时域分级是降低原视频序列的帧率，空域分级是降低原视频序列的分辨率。在每类分级工具中，视频序列都可以分为两层：基本层和增强层。基本层提供了视频序列的基

36、本信息；增强层提供了视频序列更高的分辨率和细节。因此，当传输图像的分辨率和帧率不是很高时，采用一基于对象的分层传输思想：使用空域分级功能调节空间分辨率，使用时域分级功能调节帧率，一方面可以方便地实现码率控制，从而对网络带宽的变化具有很好的自适应性，使得在极低码率的情况下，仍能达到不错的监控效果；另一方面，用户可以通过交互功能选择分辨率和帧率，以得到更好的视频效果或获得某一对象局部的细节。从通用的角度看，综合考虑到算法的计算量，技术的成熟应用和系统的成本代价，在变电站视频监控系统中应该选用压缩算法。一标准从年月开始在全世界范围征集建议，预计到年月形成国际标准。作为家庭中的一个新成员，一正式名称叫

37、做“多媒体内容描述接口（）”。标准将为各种类型的多媒体信息规定一种标准化的描述，这种描述与多媒体信息的内容本身一起，支持用户对其感兴趣的各种资料进行快速、有效的检索。带来的基于内容和语义的多媒体检索将给人们未来的生活方式提供巨大便利。典型的应用场合有：数字化图书馆如图像目录、音乐辞典）、多媒体索引服务（如网页）、广播节目选择（电台、多媒体编辑（电子出版物）。此外，一在多媒体教学、导游、地理信息系统），信息查询服务、环境监控、娱乐和购物等许多场合也都有潜在的应用价值。视频监控系统图像编码方式的选择自世纪年代末以来，国际电信联盟和国际标准化组织先后颁布了一系列有关静止和活动图像编码的国际标准建议，

38、对图像与多媒体通信的研究、发展和产业化起了巨大的推动作用。如：静止图像压缩标准系列、运动图像压缩标准系列、运动图像压缩标准系列。在选择哪一种图像压缩标准时，必须考虑各种压缩标准对通道的要求和码流的大小以及各种压缩标准的适用场合。当前在视频监控系统中应用较多的图像压缩标准有，一等。在变电站远程视频监控系统中，现有的通信信道大多采用沈阳农业人学硕士学位论文环形结构、总线结构或者星型结构。由于有的变电站分布地点比较偏远，受到的随机干扰比较大，通信环境比较恶劣，新建通道也只提供了信道（）。同时考虑系统视频图像的服务对象还有可能是广域网上的用户，建议选用的压缩算法。目前在低带宽上传输活动视频的另一个解决

39、方案就是采用压缩标准，尽管也具有较高的压缩比，但是图像质量较一差。因此，本系统采用压缩标准。网络传输技术在数字视频监控系统中，多媒体数据的传输是不可缺少的，因此选择适当的通信介质、通讯网络以及通信协议就显得很重要。传输介质目前采用的多媒体传输介质中，常用的有光纤、同轴线、屏蔽和非屏蔽双绞线以及无线电波等。光纤是最理想的传输介质，其特点是传输容量大、传输质量好、损耗小、但成本高，适合网络主干线。同轴线也是一种常见的网络传输介质，有粗缆、中同轴和细缆之分。目前有线电视采用这种传输介质。适合短距离通信。双绞线目前主要用于电信网络和局域网络。无线通信包括长距离的卫星通信、微波通信，其传输性能、容量不如

40、光纤。但有较大的灵活性，可以在短时间内构造一个长距离的网络。传输网络目前运营的传输网络有电信网、有线电视网、计算机网。电信网上的多媒体通信业务有、等。电信网络具有连接范围最广、服务范围最广等特点，通过电信网可以和世界上绝大多数地方进行通信。计算机网络目前主要有（光纤分布式数据接口）、快速以太网、（异步传输模式，电信网和计算机网相组合的技术）等。目前局域网内常采用的是快速以太网，传输速度为。计算机网络实现了计算机的互联，为计算机之间进行文件传送、资源共享提供服务。计算机网络是范围最小的网，通常广域的网需要通过电信网，以专线或者拨号的形式互联。有线电视网络（）提供广播业务，包括电视、图文电视等，采

41、用模拟传输方式，是一种模拟网络。电视网上提供的多媒体服务有，和。网络视频监控系统中的关键技术视频传输协议（）视频监控系统中，最重要的一部分就是解决视频的网络传输问题。本系统的主体是构建与电力系统的专用网络或者企业内部的局域网上，网络传输协议采用协议簇。协议的传输层有两个并列的协议：分别为采用面向连接的传输控制协议（，。）和无连接的用户数据报协议叫，是一种面向连接的全双工对等传送协议，保证无差错、无重复、有序的数据提交。另外，它还提供数据的重发机制：通信双方互为请求应答式，发送方要等待接受方反馈回来的应答信息，才可以继续下一批数据，如果没有得到接受方确认，发送方会自动地重发数据，直到收到确认或发

42、生超时错误为止。这种数据的重发机制并不适合于要求延时较小的多媒体系统。是一种无连接的协议，传输时无需建立连接，用户直接将要传输的数据通过端口发往另一台主机，也不要等待对方的应答，因而传输不独占通道，而且传输的时延小：但是它不能够保证数据传输的可靠性和数据块的按顺序接收。由于它不提供差错机制和重发机制，只适合应用于对可靠性要求不高的网络传输。视频监控系统中主要有两条信息通道，一条是控制信息通道，传输的数据包括监控中心对监控前端摄像机云台镜头的控制命令信息、监控前端到监控中心的报警信息获得双方的握手确认信息；另外一条是视频数据通道。因为控制信息通道的数据需要准确无误的传送，所以采用面向连接的协议：在视频数据通道中，虽然对视频数据的精确性要求相对较低，但对实时性要求较高，故采用了无连接的协议。（）瓜协议最初是为提供非实时数据业务而设计。随着网络的发展，解决网络环境中传输实时