1、害傷裝案大垮碩士學位論文基于嵌入式視頻服務器的變電站遠程視頻監控系統的研究與設計研指專研所導業究在究教名方學生：師：稱：向：院：姜凰型樸在林塾拯壅些電氫絲當自動絲一讓簋扭座旦掛苤信！愚皇魚氫工程堂瞳年月日沈陽農業大學碩士學位論文基于嵌入式視頻服務器的變電站遠程視頻監控系統的研究與設計研究生：姜風利摘要導師：樸在林教授隨著計算機技術，網絡技術，圖像處理技術的飛速發展，視頻監控技術己經在許多領域取得了成功的應用，它也已成為變電站無人值守模式發展的必然趨勢。目前電力系統中應用的傳統圖像監控系統有工業電視系統和計算機管理的圖像監控系統。工業電視系統是將安裝在廠站現場的攝像機通過視頻電纜將視頻信號經視頻

2、切換器傳送到監視器。由于視頻電纜會使模擬視頻信號產生損耗，傳送圖像局限在范圍內，只能用于本地監視。計算機管理的圖像監控系統是將攝像機采集的模擬視頻信號，經計算機視頻采集卡數字化再壓縮編碼，而后遠傳或本地監視。采集點增多時，計算機工作量大，形成信息傳輸瓶頸，圖像失真，系統不穩定。目前，計算機網絡和嵌入式技術飛速發展使得嵌入式系統在工業生產和日常生活中得到了廣泛的應用。如何利用計算機網絡和嵌入式技術，把體積很小、成本很低的嵌入式設備嵌入到現有的安防監控系統中，提高其監控水平是業界研究的熱點。為此，本文設計和實現了一種基于嵌入式視頻服務器的視頻監控系統，該系統采用的嵌入式視頻服務器實際上是采用嵌入式

3、實時多任務操作系統，把視頻壓縮和服務器功能集中到一個體積很小的設備內，直接連入局域網或廣域網，即插即看。系統的實時性、穩定性、可靠性大大提高，也無需專人管理，非常適合無人值守的環境。本文通過對國內外視頻監控系統發展趨勢及現狀的調研，根據變電站的實際情況，提出了以視頻服務器為核心的遠程視頻監控系統方案，確立了系統結構采用多層分布式結構，硬件部分采用嵌入式服務器，軟件部分采用基于模塊化的設計方法，對系統進行劃分，并對各模塊的功能和實現方案作了深入討論，分析了各種視頻數據壓縮編碼技術，確定了本系統中的視頻數據壓縮標準采用一壓縮算法。基于以上的研究完成了變電站遠程視頻監控系統在平臺上的設計和開發工作。

4、系統運行結果表明：本文采用的視頻圖像壓縮標準一，對采集視頻進行大比率壓縮，其壓縮解碼易于壓縮協議升級和開發，整體上取得了較令人滿意的圖像傳輸質量，可以預計這種基于嵌入式視頻服務器的網絡視頻監控方式將會隨著水平的提高而逐漸占主導地位。關鍵詞：視頻監控，圖像壓縮，嵌入式，視頻服務器英文摘要、強：也：瓢卸緲糾印仃，詛娟、訂訂鋤醐州訂踟【印越鋤粕了亂，血血繃，啪卸知，啪舳確鰣廿，鋤吼，科撕鋤鋤孔印，晡，矗，糾，鵲“，柚，衄，鋤，】，日仃蛐，謝，卸枷鋤咖，沈陽農業火學碩十學位論文仃，。、撕腳衛，咖啦，衄柚。”。】曲廿砌啦岫。協越，刪郫：舀髂，獨創性聲明本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工

5、作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經發表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得沈陽農業大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。研究生簽名：獸風叫時間：）帥年月日關于論文使用授權的說明本人完全了解沈陽農業大學有關保留、使用學位論文的規定，即：學校有權保留送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。同意沈陽農業大學可以用不同方式在不同媒體上發表、傳播學位論文的內容。（保密的學位論文在解密后應遵守此協議研究生簽名

6、：差風，時間：）舯年石月日導師簽名：斗庇朽時間：函。多年月乒沈陽農業大學碩士學位論文第一章緒論課題背景隨著國民經濟和科學技術的發展以及人民生活水平的提高，人們對只常工作的條件和環境也不斷提高著要求。在這種情況，對于以往一些工作環境惡劣，地理位置較遠或者有可能危及人員身體健康甚至生命的場合，采用無人值守作業的要求就日益突出。無人值守作業已經成為許多行業的迫切需要，在電力系統也是如此。鑒于現今變電站（所）的位置和環境要求，如果對肅隔幾十甚至幾百公里距離之外的變電站每天派人去進行現場值班工作既浪費人力物力財力，電不便于管理和處理突發情況，所以用于遠程的無人值守監控系統的設計就被提了出來。對于遠距離無

7、人值守的變電站，為了及時了解現場的工作情況，這就需要一套遠程視頻監控系統，使之能夠對變電站的高壓危險區域和浦位儀、高壓開關、電容器室等關鍵控制區域以及變電站四周圖像的非法入侵進行視頻監控和紅外監控，并且能夠對現場發生的異常情況進行報警，咀便遠端值班中心操作人員及列發現和解決故障。通過公用或者專用的網絡，將遠程現場展現在遠端控制中心值珊人員面前或者對遠程現場情況進行實時錄像，并對異常情況能進行報警提示。開發具有這樣功能的一個監控系統，可以大大提高變電站的工作效率，減少開銷。將系統稍作改動，也可用于其它遠程監控現場的應用。這些年，隨著國民經濟的發展，遠程監控系統的應用已經越來越廣泛：制造企業的生產

8、現場，隨著制造業企業現代化的不斷發展，以及制造企業的不斷計算機化，制造企業的監控將成為一個熱點智能樓宇中的綜合監控管理系統，包括樓宇設備管理、保安管理、停車監控等無人值守的終端銀行、郵電、水利、交通等大型公共設施大型倉庫及軍事基地等場所家庭用戶，隨著人民生活水平的提高以及計算機的家庭普及率提高家庭小型監控的需隸量也很大在國外，已經有許多專門的公司和機構在進行遠程監控系統的研制和開發上作，也有許多產品早已經在市場上出現并投入了實際使用中。而我國在近年也在逐漸發展自己有許多產品早已經在市場上出現并投入了實際使用中。而我國在近年也在逐漸發展自己緒論的遠程監控系統的研制工作，并盡量減低其開發成本和使用

9、環境以及運行條件的要求，以便更好的為市場所接受，盡早的投入各急需行業的使用中去（張重雄，）。視頻監控系統的發展概況視頻監控系統是安全防范系統的組成部分，它是一種防范能力較強的綜合系統。視頻監控系統因其直觀、方便、信息內容豐富的特點而被廣泛地應用于許多場合。近年來，隨著計算機、網絡以及圖像處理、傳輸技術的飛速發展，視頻監控技術也有長足的發展，其發展大致經歷了三個階段：（）在世紀年代初期，主要是以模擬設備為主的閉路系統，稱為第一代視頻監控系統，即模擬視頻監控系統。采用視頻電纜以模擬方式傳輸，傳輸距離不能太遠，主要應用于小范圍內的監控，監控圖像一般只能在控制中心查看。（）世紀年代中期，基于的多媒體監

10、控數字視頻壓縮編碼技術的日益成熟，微機的普及化，為基于的多媒體監控創造了條件。這種基于的系統稱為第二代視頻監控系統，即在遠端監控現場，有若干個攝像機，各種檢測、報警等探頭與數據設備，通過各自的傳輸線路，匯接到多媒體監控終端上，通過通信網絡，將這些信息傳到一個或多個監控中心。（）到了世紀年代末特別是近幾年，隨著網絡帶寬、計算機處理能力和存儲容量的迅速提高，以及各種實用視頻信息處理技術的出現，視頻監控進入了全數字化的網絡時代，稱為第三代視頻監控系統，即全數字視頻監控系統或網絡數字視頻監控系統。第三代視頻監控系統以網絡為依托，以數字視頻的壓縮、傳輸、存儲和播放為核心，以智能實用的圖像分析為特色，引發

11、了視頻監控行業的技術革命。基于嵌入式技術的視頻監控系統正是一個網絡視頻監控系統，其主要工作原理是：視頻服務器內置一個嵌入式服務器，采用嵌入式實時操作系統，攝像機傳送來的視頻信號數字化后由高效壓縮芯片壓縮，通過內部總線傳送到內置的服務器，網絡上用戶可以直接用瀏覽器觀看服務器上的攝像機圖像，授權用戶還可以控制攝像機云臺鏡頭的動作或對系統配置進行操作。由于把視頻壓縮和功能集成到一個體積很小的設備內，可以直接連入以太網，達到即插即看，省掉各種復雜的電纜，安裝方便（僅需設置一個地址），用戶可直接通過瀏覽器查看被監控點的圖像，或者利用軟件在機上進行多畫面顯示和處理劉富強，、。沈陽農業人學碩士學位論文監控系

12、統的軟硬件發展動態對于監控系統的發展動態，可以將其發展分為硬件發展動態和軟件發展動態兩個部分來分析。硬件發展動態硬件的發展對監控系統的影響是至關重要的，其中影響最廣泛的有下面幾種硬件的發展：計算機處理速度的發展動態：計算機處理速度對視頻監控是非常重要的，高的計算機處理速度可以為多路信號的實時播放工作提供保障（特別是在進行軟件的壓縮數據解壓時）。硬盤和內存的存儲量快速發展：大的硬盤容量更適應于視頻信號的備份和存儲，而不斷擴大的內存容量更能適應多路信號的監控要求。網絡硬件設備的技術發展：隨著網絡速度日新月異的提高，網絡適配器、集線器等設備的價格的降低，都為遠程監控系統準備了充足的硬件基礎，其成本也

13、更加合理并能被大多數客戶所接受。視頻壓縮芯片的技術發展：視頻壓縮技術的發展極大的擴充了視頻監控的能力，因為要通過計算機軟件來進行多路視頻的壓縮處理，壓縮速度還是很不理想的，而通過壓縮芯片對視頻流進行實時壓縮，大大提高了監控系統的實時處理能力。軟件發展動態軟件的發展動態涉及的范圍非常廣，這也導致了實現計算機遠程視頻監控是一件非常復雜的任務，它的發展和計算機操作系統、開發軟件、相關算法的發展息息相關。操作系統的發展：目前比較普遍的操作系統是微軟的系歹，它從到、一直到、聃、的出現，對網絡和多媒體的支持也越來越好。、開發平臺的發展：目前能夠進行多媒體數字監控軟件開發的平臺有很多，如微軟公司的開發工具系

14、列，公司的開發工具系列等，功能也越來越強大，促進了應用軟件的開發工作。視頻壓縮算法的發展：視頻壓縮編碼的標準發展很快，壓縮編碼正在向智能化、緒論對象化發展，具體的算法從離散余弦到現在的小波變換也在不斷發展中。國內外研究現狀目前國內的視頻監控系統的發展情況是：模擬視頻監控的比例急速減少，對于新安裝的視頻監控系統，數字視頻監控系統逐漸占據了主導地位。就技術角度而言，第三代視頻監控系統才是未來數字監控系統的發展方向，具有很高的先進性和可擴充性。據權威機構統計，年全球圖像監控系統的市場總額為億美元，近年來一直以每年至的速度快速增長。在英國每年有將近億美元的資余投入到視頻監控系統的研制中。北美、澳洲和其

15、他一些歐洲國家在視頻監控方面也有了飛躍的發展（劉富強，）。中國目前在數字視頻設備、遠程監控方面己經做出可喜成績。但在整體上尤其是系統前端器材上，與國外先進的產品比，還有很大的差距。我國的視頻監控系統產品制造業起步較晚，國內產品發展大都在現有國外產品的基礎上作二次開發。特別是在軟件方面，要結合我國市場特點，研制出適合中國人使用的操作界面和數據庫。年，中國市場的增長率從攀升至，作為安防產品的重要組成部分，視頻監控引起了各方關注。不可否認的是，中國的數字化產品生產企業在技術上幾乎完全依賴國外的技術發展。與家電企業在、上所面臨的問題一樣，中國的數字化監控企業還不能夠獨立開發專業硬件平臺，不能夠生產專業

16、芯片，也面臨著資金投入不足，無法掌握核心芯片和嵌入式主板開發的關鍵技術，企業的技術創新能力較差。而臺灣和鄰國韓國在這方面，強于中國國內企業，他們的企業可以開發出各類圖像壓縮芯片，提供各類板卡及解決方案。因此在近期內中國國內的企業只能利用國外公司技術成果，開發數字化監控產品。目前國外已有很多公司投入資金，開發多路的、一壓縮芯片，并提供相應的整體方案解決平臺，中國國內也有公司在研制基于小波的圖像壓縮芯片，這些芯片的研制成功，將直接影響今后數字化監控產品的發展方向，但這類芯片應用在監控行業，還需要經過芯片廠家與中國國內監控廠商的共同努力。本文主要研究內容本課題所設計的基于嵌入式技術的視頻監控系統采用

17、嵌入式沈陽農業大學碩士學位論文技術、流媒體傳輸技術，實現了遠端用戶只要普通瀏覽器或者客戶端軟件就可對監控點進行監控的功能。并且能夠保證高品質的監控圖像，擁有較高的網絡吞吐量。本文的主要研究內容如下：研究了各種視頻圖像壓縮編碼技術，確定了該監控系統采用一壓縮標準。深入研究有關嵌入式的成熟技術，選擇適合本項目的開發平臺和丌發技術。深入研究網絡視頻監控系統的系統結構，完成了本課題所設計系統的整體結構的設計。設計并編碼實現該系統的各個功能模塊，包括系統初始化模塊、服務模塊、視頻數據處理模塊、云鏡控制模塊、視頻數據發送模塊、視頻數據接收模塊。論文內容安排如下：第一章闡述了電力系統中視頻監控系統的應用以及

18、視頻監控系統的發展概況。第二章首先介紹了視頻編碼相關技術，建議選用作為變電站視頻監控系統的圖像編碼格式：其次從傳輸介質、傳輸網絡、傳輸協議三個方面介紹了變電站視頻監控系統的網絡傳輸技術。第三章介紹了嵌入式系統以及嵌入式曲視頻服務器的軟硬件結構及原理，并探討了實現視頻服務器的關鍵技術。第四章詳細的闡述了基于嵌入式視頻服務器的變電站遠程視頻監控系統的總體設計，確立系統的結構和客戶端軟件的功能。第五章完成了基于嵌入式曲服務器的變電站遠程視頻系統的具體實現，對前面設計的系統進行代碼實現。第六章對整個系統進行了總結回顧，提出了系統的一些不足和下一步需要做的改進作。網絡視頻監控系統中的關鍵技術第二章視頻圖

19、像編碼技術網絡視頻監控系統中的關鍵技術視頻圖像編碼的必要性多媒體數據一般包括文本、圖形、視頻圖像和動畫等媒體。在多媒體信息處理中，最基本的要求是能夠動態實時的處理聲音、動畫和視頻信號。一般的文本由于數據量不大，所以存儲時所占用的存儲空間不多，在傳輸時也不占用很多的時間。而圖像的數據量是非常龐大的，若不對視頻數據進行壓縮處理，遠程監控的實時性根本不可能達到。監控系統中對于攝像機采集的模擬信號經過模擬數字轉換成為數字信號，數字信號有可靠性高、質量好等優點，但在存儲和傳輸中存在著數據量太大的問題。例如，分辨率為，每秒幀的視頻而言，進行網絡傳輸時其需要帶寬大小為：，由此可見一秒鐘的視頻存儲時就要占用好

20、幾百兆字節的硬盤空間，可以想象一個視頻短片甚至是一部電影將會需要巨大的存儲空間，因此視頻壓縮的理論和技術出現是數字化時代不可避免的（陳維榮等，）。視頻圖像編碼的可能性研究發現：圖像具有很大的數據壓縮潛力，它們存在著很多數據冗余。（）空間冗余：由圖像色彩的連貫性產生，是靜態圖像存在的最主要的一種數據冗余。（）時間冗余：是序列圖像（電視圖像、運動圖像）中經常包含的冗余。序列圖像中的相鄰幀往往包含相同的背景和運動物體，只不過運動物體所在的空間位置略有不同而已。（）信息熵冗余：又稱編碼冗余。為表示圖像數據的一個像素點，只要求按其信息熵的大小分配相應的比特數。而對于實際圖像數據的每個像素，很難得到它的信

21、息熵，因此一般是對每個像素采用相同的比特數來表示，這樣就必然存在冗余，這種冗余就稱為信息熵冗余。另外，根據不同的情況，在原始的視頻圖像中還可能存在別的冗余，比如結構冗余、知識冗余、紋理統計冗余等。對于不同的冗余信息，可以通過不同的方法來達到較好的冗余去除效果。是由于以上的原因，圖像的數據壓縮是可能的。圖像數據壓縮技術是多媒體圖像沈陽農業大學碩士學位論文技術中十分重要的組成部分。如果不對視頻圖像進行有效的數據壓縮，則無論傳輸還是存儲都很難達到實用化（劉富強，）。視頻編碼原理視頻編碼的基本原理就是采用一系列的變換技術減少視頻中的冗余信息，在一定的需求和應用條件下，盡量用最少量的數據來獲得最好質量的

22、視頻圖像。現有的視頻編碼技術主要采用兩種已經成熟的技術束壓縮視頻圖像數據，分別是離散余弦變換（）和運動預測和補償。（）技術是將圖像塊進行變換后，將圖像信息從空間域轉化到頻率域，利用人眼對高頻數據的不敏感性，去除高頻信息。此外，由于在頻域上，大多數變換系數是零，從而壓縮了圖像的空間冗余信息。運動預測和補償技術主要減少視頻圖像的時間冗余度，用二維運動矢量描述相對于背景運動的圖像塊，在兩個幀內編碼的圖像（，幀）之間的視頻圖像，如幀（枷），幀（砌）等采用運動矢量的差值來描述運動圖像塊。在解碼時根據運動矢量從已知圖像中查找相應的圖像塊并疊加校正誤差，從而減少了傳輸的數據量。視頻圖像編碼標準自世紀年代末以

23、來，國際電信聯盟和國際標準化組織先后頒布了一系列有關靜止和活動圖像編碼的國際標準建議，對圖像與多媒體通信的研究、發展和產業化起了巨大的推動作用（朱秀昌，）。（）靜態圖像壓縮標準（）是聯合圖像專家組（伊）的縮寫，成立于年，是個國際標準化組織和國際電報電話咨詢委員會（）的聯合技術委員會，其任務是制定一個可廣泛應用于圖像存儲和通信領域的通用性標準，并且是得到兩個國際組織認可的統一編碼標準。年被批準為標準。它是一套用于靜態彩色圖像和單色灰度值圖像的壓縮標準。算法，具有以下四種操作方式：順序編碼、累進編碼、無失真編碼、分層編碼。其中最常用的是基于變換的順序型模式，其主要編碼過程與的幀內編碼過程大致相同。

24、輸入信號經變換后，按固定的亮度與色度量化矩陣進行非線性量化。對量化后的直流系數進行差分編碼，交流系數進行行游程編碼再按霍夫曼碼表進行變長編碼后，送緩存器輸出。由于是一種不含幀問壓縮的幀內壓縮編碼方法，所以壓縮比較幀內幀間壓縮要低。但就因為不含幀間壓縮，使得各幀在網絡視頻監控系統中的關鍵技術壓縮編碼后是各自獨立的，這一點對于編輯來說是有利的，可以做到精確到逐幀的編輯。標準的應用范圍很廣，它提供了三種壓縮算法：基本系統（）、擴展系統（）和無失真壓縮（）。其中基本系統基于和可變長編碼（）壓縮技術，能提供高達：的壓縮比，且能保證可接受的重建圖像質量（黎洪松，）。（）運動圖像壓縮標準（系列）在渚多視頻壓

25、縮的國際標準中，首先頒布的建議具有非常特別的意義。它綜合了圖像編碼多年來的研究成果，首次采用了加幀間運動補償預測的混合編碼模式：它的規范的數據格式、編碼器模塊結構、編碼輸出碼流的層次結構、丌發的編碼控制與實現策略等技術，對后來制定的視頻編碼標準產生了深遠的影響，促進了視頻通信的產業化發展，使得數字視頻通信在較短的時間內得到了很大的普及。標準于年月通過建議“×視昕業務的視頻編解碼器”，其中的范圍是，覆蓋了整個窄帶基群信道速率。該標準的應用目標是會議電視和可視電話，通常，時適用于可視電話，在以上時可以適合于會議電視業務。標準利用視頻信號幀問的相關性，可以獲得較大的壓縮率。它包括信源編碼和

26、統計編碼兩部分。信源編碼采用有損編碼方法，又分作幀內編碼和幀問編碼兩種情況。幀內編碼減少空間冗余信息，一般采用單一的基于的變換編碼方法，系數經線性量化，再經視頻多路編碼器進入緩沖器。根據緩沖器的空、滿度，改變量化器的步長來調節視頻信息比特流，與信道傳輸速度匹配。幀間編碼一般采用混合編碼方法。用艉，差分脈沖編碼調制）編碼方法對當前宏塊與該宏塊的預測值的誤差進行編碼，當誤差大于某個給定的閥值時，對這些誤差進行變換、量化處理，然后和運動矢量信息一起傳送到視頻多路編碼器。統計編碼則是利用信號的統計特性來減少比特率。標準是基于運動補償的的混合編碼，在運動搜索的基礎上進行運動補償，然后運用變換和“之”字形

27、掃描游程編碼，從而得到輸出碼流。在標準的基礎上，將運動矢量的搜索增加為半像素點搜索；同時又增加了無限制運動矢量、基于語法的算術編碼、高級預測技術和幀編碼等四個高級選項；從而達到了進一步降低碼速率和提高編碼質量的目的。沈陽農業大學碩士學何論文視頻編碼標準是專為中高質量運動圖像壓縮所設計的低碼率圖像壓縮標準。與的傳輸碼率相比，的碼率更低，單位碼率可以小于，且支持的原始圖像格式除了支持的和之外，還有、和。采用運動視頻編碼中常見的編碼方法，將編碼過程分為幀內編碼和幀問編碼兩個部分。在幀內用改進的變換并量化，在幀間采用像素運動矢量預測補償技術，使運動補償更加精確，量化后采用改進的變長編碼表（）對量化數據

28、進行的編碼得到最終的編碼系數。標準的編碼速度快，設計編碼延時不超過，即使在碼率很低的情況下仍然能夠得到比標準更好的圖像效果，適合于中低速通道條件下的視頻監控系統。目前，編碼已被許多多媒體通信終端標準所吸收，如：（），（），（），（，）（王明臣，）。，標準年推出的是建議的第二版，它提供了個新的可協商模式和其他特征，進一步提高了壓縮編碼性能。例如允許使用更多的源格式，圖像形狀和時鐘頻率也有多種選擇，拓寬了應用范圍；另一重要的改進是可擴展性，它允許多顯示率、多速率及多分辨率，增強了視頻信息在易誤碼、易丟包的異構網絡環境下的傳輸。另外，的圖像分段依賴性也可以是受限的，以減少差錯傳播。對中的不受限運動矢

29、量模式進行了改進，加上個新增的可選模式，不僅提高了編碼性能，而且增強了應用的靈活性。年推出了十標準，它增加的高級選項已經達到了項，更加增強了視頻編碼的靈活性。標準在發布了標準后，制定了短期開發計劃和長期開發計劃，發展成和，經過幾年時間的發展，在年月作為壓縮標準進行發布。是的（、的（，視頻編碼專家組）和，運動圖像編碼專家組）的（鋤，聯合視頻組）開發的一個新的數字視頻編碼標準，它既是的，又是的一的第部分。它在多模式運動估計、整數變換、統一符號編碼、分層編碼語法等方面都有它的獨到之處。和以前的標準一樣，也是加變換編碼的混合編碼模式，但它設計簡潔，不用眾多的選項就可以獲得比、更好的壓縮性能；加強了對各

30、種信道的適應能力，采用“網絡友好”的結構和語法，有利于對誤碼和網絡視頻監控系統中的關鍵技術丟包的處理：應用目標范圍較寬，以滿足不同速率、不同解析度以及不同傳輸（存儲）場合的需求。（）運動圖像壓縮標準（系列）（）意思是“運動圖像專家組”。這個專家組的任務是為了對數字存儲媒質、電視廣播、通信等方面的運動圖像和伴音給出一種通用的編碼方法，于年和年分別通過了和一壓縮編碼標準。標準有三個組成部分：視頻、音頻、視頻與音頻的同步。視頻是標準的核心。為滿足高壓縮比和隨機訪問兩方面的要求，視頻壓縮算法中包含兩種基本技術：一種是基于×子塊的運動補償技術，用來減少幀序列的時域冗余；在利用塊匹配運動補償來減

31、小時間冗余度時，不僅用上一幀的圖像預測當前圖像，而且也使用下一幀圖像預測當前圖像，即雙向預側，這是和標準有重要區另的地方。因此，和中有三種類型圖像，即，三種。幀只進行幀內壓縮，是作為預測基準的獨立幀，具有較小的壓縮比。由幀前向預測產生的幀具有中等壓縮比，并與幀一起成為幀的預測基準。由雙向預測產生的幀則具有最高的壓縮比。另一種是基于的壓縮，用于減少幀序列的空域冗余；在幀內壓縮及幀間預測中均使用了變換。運動補償算法是當前視頻圖像壓縮技術中使用最普遍的方法之一。由于壓縮算法復雜、計算量大，其實現一般要專門的硬件支持。用句法規定了一個層次性的結構，共分六層。這六層是圖像序列（）、圖像組（）、圖像（）、

32、宏塊條（）、宏塊（塊）。一標準制定于年，是針對以下數據傳輸率的數字存儲多媒體運動圖像及其伴音編碼設計的國際標準。關鍵壓縮技術仍是、運動補償和衙編碼。的信源輸入格式是（制為×：制為×）。格式的信源要轉換成后進入編碼器，解碼器輸出也是格式，顯示時要經內插，擴充為格式。該標準主要用于在（包括，等）存儲彩色的同步運動視頻圖像。同時，它還被用于數字電話網絡上的視頻傳輸，如非對稱數字用戶線路（）、視頻點播（）、教育網絡等。是一種高質量視頻的壓縮標準，該標準的任務是制定通用的活動圖像及其沈陽農業人學碩士學位論文伴音的編碼標準，以適于各種應用目的，其主要對像是和。最初標準的基本要求有兩條：

33、一是視頻圖像模式采用×像素，是的倍；其次是傳輸碼率為，基本上也是標準傳輸碼率的倍。隨著大量提案的涌入，對標準提出了越來越多的質量及應用要求。值得指出的是，由于一的研究領域擴展到包含一的研究內容，后來撤銷了一標準。最顯著的特征之一是其通用性，即不依賴于特定的應用，這使得成為目前為止重要的視頻壓縮標準。一采用了一種稱之為“工具箱”的方法，將視頻編碼規范中規定的語法子集定義為類（），其特點是可根據需要從工具箱中選出一個子集，以滿足特定的應用需要。（卜是伽最初為（高清晰電視廣播）制定的編碼和壓縮標準，但由于一的出色性能已能適用于，因此標準并未制定，我們通常所說的指的是，只是的一個音頻壓縮標準

34、。是為傳輸數碼率低于的實時圖像設計的。與一基于（鋤）的壓縮標準不同，是基于對象（）的壓縮標準。處理的是音頻及基于“矩形幀”的視頻信息，而其交互功能也僅僅是局限在音頻及矩形幀層次上。全新的標準超越了的目標，支持基于內容的交互功能，以音視頻對象（）的形式對場景進行描述，這些在空間及時間上有一定的關聯，進行分析后，可對場景進行分層描述。因此，提供了一種嶄新的交互方式基于內容的交互（），允許用戶根據系統能力和信道帶寬進行分級解碼、同每一個對象進行交互以及對對象進行組合等。集成了不同性質的對象，例如視頻對象、計算機生成的圖形圖像、文字、自然及合成音頻對象等等。另外，還考慮了多種網絡的不同特性，支持多媒體

35、信息的通用存取（朱秀昌，）。一提出了基于對象的編碼，這一點在視頻監控系統中有很好的應用。因為視頻監控系統的大量背景圖像是靜止不動的，可以采用壓縮比較高，損失比較大的方法進行編碼；對運動物體的圖像采用了壓縮比較低，損失比較小的編碼方法，這樣就在壓縮效率和解碼圖像質量間得到了很好的平衡。基于對象的編碼方式還可以實現基于內容的網絡視頻監控系統中的關鍵技術交互性功能，基于對象的分級功能是一提供的又一個新的功能，提供了兩種基本的分級工具：時域分級和空域分級，時域分級是降低原視頻序列的幀率，空域分級是降低原視頻序列的分辨率。在每類分級工具中，視頻序列都可以分為兩層：基本層和增強層。基本層提供了視頻序列的基

36、本信息；增強層提供了視頻序列更高的分辨率和細節。因此，當傳輸圖像的分辨率和幀率不是很高時，采用一基于對象的分層傳輸思想：使用空域分級功能調節空間分辨率，使用時域分級功能調節幀率，一方面可以方便地實現碼率控制，從而對網絡帶寬的變化具有很好的自適應性，使得在極低碼率的情況下，仍能達到不錯的監控效果；另一方面，用戶可以通過交互功能選擇分辨率和幀率，以得到更好的視頻效果或獲得某一對象局部的細節。從通用的角度看，綜合考慮到算法的計算量，技術的成熟應用和系統的成本代價，在變電站視頻監控系統中應該選用壓縮算法。一標準從年月開始在全世界范圍征集建議，預計到年月形成國際標準。作為家庭中的一個新成員，一正式名稱叫

37、做“多媒體內容描述接口（）”。標準將為各種類型的多媒體信息規定一種標準化的描述，這種描述與多媒體信息的內容本身一起，支持用戶對其感興趣的各種資料進行快速、有效的檢索。帶來的基于內容和語義的多媒體檢索將給人們未來的生活方式提供巨大便利。典型的應用場合有：數字化圖書館如圖像目錄、音樂辭典）、多媒體索引服務（如網頁）、廣播節目選擇（電臺、多媒體編輯（電子出版物）。此外，一在多媒體教學、導游、地理信息系統），信息查詢服務、環境監控、娛樂和購物等許多場合也都有潛在的應用價值。視頻監控系統圖像編碼方式的選擇自世紀年代末以來，國際電信聯盟和國際標準化組織先后頒布了一系列有關靜止和活動圖像編碼的國際標準建議，

38、對圖像與多媒體通信的研究、發展和產業化起了巨大的推動作用。如：靜止圖像壓縮標準系列、運動圖像壓縮標準系列、運動圖像壓縮標準系列。在選擇哪一種圖像壓縮標準時，必須考慮各種壓縮標準對通道的要求和碼流的大小以及各種壓縮標準的適用場合。當前在視頻監控系統中應用較多的圖像壓縮標準有，一等。在變電站遠程視頻監控系統中，現有的通信信道大多采用沈陽農業人學碩士學位論文環形結構、總線結構或者星型結構。由于有的變電站分布地點比較偏遠，受到的隨機干擾比較大，通信環境比較惡劣，新建通道也只提供了信道（）。同時考慮系統視頻圖像的服務對象還有可能是廣域網上的用戶，建議選用的壓縮算法。目前在低帶寬上傳輸活動視頻的另一個解決

39、方案就是采用壓縮標準，盡管也具有較高的壓縮比，但是圖像質量較一差。因此，本系統采用壓縮標準。網絡傳輸技術在數字視頻監控系統中，多媒體數據的傳輸是不可缺少的，因此選擇適當的通信介質、通訊網絡以及通信協議就顯得很重要。傳輸介質目前采用的多媒體傳輸介質中，常用的有光纖、同軸線、屏蔽和非屏蔽雙絞線以及無線電波等。光纖是最理想的傳輸介質，其特點是傳輸容量大、傳輸質量好、損耗小、但成本高，適合網絡主干線。同軸線也是一種常見的網絡傳輸介質，有粗纜、中同軸和細纜之分。目前有線電視采用這種傳輸介質。適合短距離通信。雙絞線目前主要用于電信網絡和局域網絡。無線通信包括長距離的衛星通信、微波通信，其傳輸性能、容量不如

40、光纖。但有較大的靈活性，可以在短時間內構造一個長距離的網絡。傳輸網絡目前運營的傳輸網絡有電信網、有線電視網、計算機網。電信網上的多媒體通信業務有、等。電信網絡具有連接范圍最廣、服務范圍最廣等特點，通過電信網可以和世界上絕大多數地方進行通信。計算機網絡目前主要有（光纖分布式數據接口）、快速以太網、（異步傳輸模式，電信網和計算機網相組合的技術）等。目前局域網內常采用的是快速以太網，傳輸速度為。計算機網絡實現了計算機的互聯，為計算機之間進行文件傳送、資源共享提供服務。計算機網絡是范圍最小的網，通常廣域的網需要通過電信網，以專線或者撥號的形式互聯。有線電視網絡（）提供廣播業務，包括電視、圖文電視等，采

41、用模擬傳輸方式，是一種模擬網絡。電視網上提供的多媒體服務有，和。網絡視頻監控系統中的關鍵技術視頻傳輸協議（）視頻監控系統中，最重要的一部分就是解決視頻的網絡傳輸問題。本系統的主體是構建與電力系統的專用網絡或者企業內部的局域網上，網絡傳輸協議采用協議簇。協議的傳輸層有兩個并列的協議：分別為采用面向連接的傳輸控制協議（，。）和無連接的用戶數據報協議叫，是一種面向連接的全雙工對等傳送協議，保證無差錯、無重復、有序的數據提交。另外，它還提供數據的重發機制：通信雙方互為請求應答式，發送方要等待接受方反饋回來的應答信息，才可以繼續下一批數據，如果沒有得到接受方確認，發送方會自動地重發數據，直到收到確認或發

42、生超時錯誤為止。這種數據的重發機制并不適合于要求延時較小的多媒體系統。是一種無連接的協議，傳輸時無需建立連接，用戶直接將要傳輸的數據通過端口發往另一臺主機，也不要等待對方的應答，因而傳輸不獨占通道，而且傳輸的時延小：但是它不能夠保證數據傳輸的可靠性和數據塊的按順序接收。由于它不提供差錯機制和重發機制，只適合應用于對可靠性要求不高的網絡傳輸。視頻監控系統中主要有兩條信息通道，一條是控制信息通道，傳輸的數據包括監控中心對監控前端攝像機云臺鏡頭的控制命令信息、監控前端到監控中心的報警信息獲得雙方的握手確認信息；另外一條是視頻數據通道。因為控制信息通道的數據需要準確無誤的傳送，所以采用面向連接的協議：在視頻數據通道中，雖然對視頻數據的精確性要求相對較低，但對實時性要求較高，故采用了無連接的協議。（）瓜協議最初是為提供非實時數據業務而設計。隨著網絡的發展，解決網絡環境中傳輸實時