数字视频监控系统制造，数字音视频监控系统的设计方案介绍

很多朋友对数字视频监控系统制造，数字音视频监控系统的设计方案介绍不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

监控系统广泛应用于安防、生产管理等需要无人值守的场合。虽然基于闭路电视的模拟监控系统已经发展得非常成熟，但目前新兴的数字视频监控系统与之相比有很多优点。数字视频监控系统智能化程度高、可靠性高、可提供远程访问能力、易于管理和保存视频数据、可开发和升级。本文介绍了一种基于IP网络的数字视频监控系统的设计与实现，实现了从采集、传输到终端控制的整个过程的数字化。

l 系统需要解决的问题

1.1 数字音视频压缩标准及压缩方法的选择

现有的压缩算法包括H.263系列、M-JPEG、MPEG-1 VCD压缩标准、MPEG-2 DVD压缩标准、WAVELET小波变换、MPEG-4标准。这些算法都有其优点和缺点，这也决定了其在不同行业的适用性。 H.263适合对图像尺寸和质量要求不是很高的应用领域，如可视电话、视频会议等； MJPEG、MPEG-1、MPEG-2实时性差、数据量大，不适合网络传输； MPEG-4视频压缩技术的出现引发了压缩领域的一场革命。它基本上克服了其他压缩算法的缺点，通过帧重构技术，使用很窄的带宽来压缩和传输数据，从而以最少的数据量获得最好的质量。画面质量。 MPEG-4 试图实现2 个目标：

(1)低比特率多媒体通信；

(2)它是多行业多媒体通信的综合体。

根据这个目标，MPEG-4引入了AV对象（Audio/Visaul Objects），使得更多的交互操作成为可能。虽然MPEG-4并不是专门为视频监控压缩领域而设计的，但它也适用于CIF（352288）或更高清（768576）情况下的视频压缩。

压缩算法的实现方式有两种，软件压缩和硬件压缩。硬件压缩实时性好，性能可靠。市场上也有专用的MPEG-4 压缩芯片或板。

为了满足实时性要求，本系统采用MPEG-4压缩算法的硬件压缩方式。

1.2 通道环境和实时性考虑

目前可用的通道有PSTN、N-ISDN、以太网等。监控系统的应用大多是相对较小区域的视频监控，因此广泛使用的以太网可以作为数字硬盘录像系统的视频传输通道。目前100BASE-T以太网的带宽已达到100Mb/s，可以满足数字硬盘录像系统提供高质量清晰图像和同时传输多个视频的要求。因此，本文选择100BASE-T以太网作为主要传输通道。

本文的任务主要是解决数字视频围绕以太网的实时传输和组播问题。考虑到一些应用中需要长距离传输视频流，在设计网络传输系统时充分考虑了通道带宽的限制，引入了码流和帧率的动态可调机制，更好地满足远程监控的需求。该场合需要图像质量和图像连续性。

为了实现实时性，不仅音视频采集部分要实现实时性，传输部分也必须满足实时性要求。根据实验，MPEG-4必须达到25帧/s，这需要256kb/s的带宽。可以看出，100Mb/s以太网

可以满足复用传输要求。

1.3 网络协议和传输机制的控制

ISO组织制定的OSI网络参考模型中，传输层建立在IP层之上，包括两种传输协议：一是传输控制协议TCP，它是面向连接的网络协议；二是传输控制协议TCP，它是面向连接的网络协议。另一种是用户数据报协议UDP ，它是无连接的。其中，TCP不适合音视频数据的实时传输，常用的是基于UDP的RTP协议。

由于UDP没有差错控制，是一种不可靠的数据包传送，为了实现可靠传送和流量控制，IETF（互联网工程部）提出了两种协议：RTP和RTCP。所有实时媒体素材均采用RTP传输，RTCP提供接收方向向发送方反馈信息的功能。它们都是基于UDP的。

2 系统设计

2.1 数字监控系统网络传输功能设计

系统原理框图如图l所示。

它由9个模块组成。音视频采集和压缩处理均由视频采集卡硬件完成。采集卡通过附带的SDK功能接口与网络传输模块进行通信。当视频采集卡完成视频采集和压缩处理后，RTP协议封装模块对数据块进行封装和排序，然后传输到UDP网络传输模块，在IP网络上传输；接收端所做的工作与发送端基本相似，只不过它负责对网络上传输的音视频数据包进行重新组织和翻译。代码被回放。

2.2 系统硬件组成

图2展示了整个系统的硬件组成，包括三个主要部分：摄像头、前端采集计算机和中央服务器。前端采集计算机配备视频采集卡。根据采集卡的通道数，可配备相应数量的摄像机。

2.3 软件设计

系统工作于C/S模式，包括采集、传输、服务器显示和控制三部分。

音视频采集的软件开发基于采集卡厂家提供的SDK软件包。由于视频数据包和码流的大小会影响视频在网络中传输的实时性以及接收端播放视频时的抖动程度，因此音视频数据包的大小和编码码流设置应根据实时性以及视频在传输过程中的实时性而定。兼顾播放过程中的抖动。

发送端的取流、封装、发送过程采用32位操作系统的抢占式多线程任务机制，解决CPU并行效率低的问题。一般分为三缓冲区多线程结构，即采用流取缓冲区和封装缓冲区。区域和发送缓冲区三个缓冲区分配给四个线程，包括取流封装线程、内存切换线程、视频图像发送线程和程序主线程，取流缓冲区为空，流取缓冲区满、封装缓冲区空、封装缓冲区满、发送缓冲区空、发送缓冲区满、发送允许等七个事件，提高视频图像传输效率。

使用RTP协议封装视音频复合流时，常见的做法是在Windows操作系统中加载RTP协议的动态链接库（DLL），然后将视频编码器输出的数据流分帧在相应地发送结束。算法形成适合RTP协议格式的视频流封装，提交给RTP协议包处理模块，添加本协议的包头，根据当前采样时钟打上时间戳，标记序号，给出帧频、分辨率、相应的压缩格式等参数都是通过多用途地址传输完成的。在接收端，当实时视频数据到达时，根据socket应用的端口号，去掉本层的协议头，提交给上层。 RTP包模块处理提交的数据包，根据会话ID和序列号进行识别，并将有效数据包传递到相应的解码缓冲区，以实现视频流的内部同步。

为了避免造成广播风暴，在PC平台上实现了IP组播。为此，定制了一个基于微软基础类库MFC的IP组播类CMulticastSocket。 IP多播类CMulticastSocket派生自异步Socket类CAnsycsocket。群组中的每个成员都可以动态加入和退出；由该组的成员发送的信息被传送给该组的所有其他授权成员。是的，它是UDP Sockets的一个分支。

由于数字硬盘录像系统(DVR)还需要提供网络控制功能，并向客户端传输系统信息，因此在具体的网络编程应用中，采用UDP Socket和TCP Socket并存的编程机制。

3 性能指标

本系统的性能指标如下：

支持100Base-T以太网环境下同时传输8路CIF格式视频；

支持50个远程客户端同时访问；

在客户端，网络视频和音频传输的延迟小于1000ms，并且没有明显的抖动。客户端重构的每个视频通道帧率大于25帧/s；

支持PSTN线路条件下QCIF格式视频传输，客户端重构视频帧率大于5帧/s；

支持报警回传、电话线自动报警、报警事件自动记录。

4。结论

本文介绍的基于IP网络、采用通用计算机结合视频采集卡的音视频监控系统已成功应用于大型仓库的无人值守作业。使用情况表明其性能良好。未来，随着相关技术的发展，功能更加强大、结构更加紧凑的基于IP网络的嵌入式数字监控系统将得到越来越广泛的应用。

以上知识分享希望能够帮助到大家！