網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的QoS策略應(yīng)用

鄧芳　王義　崔續(xù)彪　徐鴻喜

【摘要】 對(duì)于視頻監(jiān)控而言，圖像清晰度無疑是最關(guān)鍵的特性，其次多媒體流的傳輸速度也是非常重要的一個(gè)特性。網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)包含了多項(xiàng)技術(shù)，其中有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及視頻編碼技術(shù)和視頻解碼技術(shù)等，Qos策略應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中不僅能夠有效提高多媒體流的傳輸速度，同時(shí)還可以提高視頻的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】 視頻監(jiān)控系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò) 多媒體傳輸 視頻質(zhì)量 QoS策略

近年來，伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，視頻監(jiān)控體系也開始向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，不少先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)開始應(yīng)用于視頻監(jiān)控體系中，其中Qos策略為視頻監(jiān)控的部署、管理等方面都提供了全新的解決方案，擁有前所未有的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)了廣闊的前景。

一、網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用QoS策略的優(yōu)勢(shì)分析

近年來，在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，電子信息技術(shù)、視頻壓縮技術(shù)以及無線網(wǎng)絡(luò)寬帶技術(shù)都獲得了更快的發(fā)展，這些都為在無線信道中傳輸高質(zhì)量的流媒體信息奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)以多媒體技術(shù)、數(shù)字圖像處理與存儲(chǔ)、通信、計(jì)算機(jī)等新技術(shù)于一體的新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于多種場(chǎng)合。該系統(tǒng)從視頻圖像信息共享、圖像清晰度、網(wǎng)絡(luò)帶寬占用率及網(wǎng)絡(luò)管理等方面綜合考慮，采用TCP/IP協(xié)議，前端選用具有MPEG-4壓縮方式、嵌入式結(jié)構(gòu)和DSP芯片的硬件編碼器設(shè)備來對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮、傳輸和解碼[1]?，F(xiàn)在采用的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中很多都存在著遠(yuǎn)程預(yù)覽效果比較差的問題，缺乏正確的QoS機(jī)制來對(duì)網(wǎng)絡(luò)寬帶及視頻流量之間的矛盾進(jìn)行調(diào)節(jié)。

二、網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的QoS策略分析

在監(jiān)控系統(tǒng)中為了保證視頻效果，我們可以加入三種不同的QoS機(jī)制，其模塊圖如下。

圖1 網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)QoS模塊圖

2.1服務(wù)器和客戶端聯(lián)合QoS策略

FEC是前向糾錯(cuò)技術(shù)的簡(jiǎn)稱，現(xiàn)在這種技術(shù)已經(jīng)在通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，它的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在差錯(cuò)恢復(fù)能力更加精確，并且處理開銷比較低，因此將其應(yīng)用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)中能夠?yàn)閭鬏敺?wù)質(zhì)量提供可靠的保證，并且還可以有效降低 IP 數(shù)據(jù)包的丟失帶來的不良影響?；贔EC的視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過FEC算法把原始的數(shù)據(jù)包編碼為新的數(shù)據(jù)包，這些新的數(shù)據(jù)包都能夠恢復(fù)出原始的數(shù)據(jù)，然后把新的數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，那么只要在接收端接收到這些數(shù)據(jù)包中的任何就實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸了[2]。

2.2客戶端的QoS策略

一般來說，網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)傳輸需要一定的時(shí)間，因此視頻數(shù)據(jù)往往存在延遲的現(xiàn)象。在當(dāng)前的應(yīng)用中，針對(duì)這一問題所采用的方法是在客戶端數(shù)據(jù)進(jìn)入播放器前，先緩沖數(shù)據(jù)，使之達(dá)到固定值之后才能進(jìn)行播放，在這種模式下，如果網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較好也需要等待緩沖，降低了觀看體驗(yàn)。而通過QoS策略，我們可以以網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)動(dòng)態(tài)的變化為依據(jù)來對(duì)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的大小進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)由短變長(zhǎng)的時(shí)候，緩沖區(qū)可采用加性的方法增大，反之則采用乘性的系數(shù)減小，從而有效補(bǔ)償延時(shí)帶來的視頻抖動(dòng)情況[3]。

2.3服務(wù)器端的QoS策略

在目前的網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，模塊控制的思路主要是以MPEG-4音視頻信息的特殊性為依據(jù)，為了控制多媒體流流量，對(duì)不同類型的幀采用不同的發(fā)送策略。而在優(yōu)化的系統(tǒng)中，在視頻數(shù)據(jù)傳輸中運(yùn)用了基于視頻編碼特性的數(shù)據(jù)傳送模塊和數(shù)據(jù)調(diào)度模塊。在網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載相對(duì)較重的條件下會(huì)選擇性的優(yōu)先發(fā)送對(duì)更為重要的媒體數(shù)據(jù)，這樣就可以使監(jiān)視系統(tǒng)在帶寬受限的情況下，盡可能多的將發(fā)送優(yōu)先級(jí)高的數(shù)據(jù)，在保證數(shù)據(jù)不丟失的前提下，將所有發(fā)送的編碼數(shù)據(jù)都正確解碼，并且獲得最好的播放效果。

三、總結(jié)語

總的來說，基于TCP/IP協(xié)議平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為一個(gè)整合系統(tǒng)，能夠通過MPEG-4壓縮音頻和視頻硬件，并通過網(wǎng)絡(luò)來將音頻和視頻數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，從而能夠在遠(yuǎn)程電腦客戶端上來查看監(jiān)控信息，為視頻監(jiān)控開拓了更為廣闊的發(fā)展空間。通過Qos策略在服務(wù)器端、客戶端以及兩者相結(jié)合中的應(yīng)用，對(duì)網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化，大大提高了視頻質(zhì)量。

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參 考 文 獻(xiàn)

[1]李中民.淺析視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化[J].廣東科技，2012，21（13）：221-222.

[2]郭磊.基于達(dá)芬奇技術(shù)的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)[D].天津科技大學(xué)，2011.

[3]張婧.嵌入式視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)的研究及實(shí)現(xiàn)[D].北京交通大學(xué)，2013.