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基于E-H.264的移动视频监控系统

  【摘要】本文在H.264/AVC的基础上,针对移动通信网络的特点,提出一种综合结构相似度快速运动估计、多模式自适应环路滤波、RCPC信道编码非平等误码保护及双缓冲视频传输控制等技术的适应移动通信网络的移动视频监控系统。与标准的H.264或MPEG-4相比,在同样码率下,其信噪比明显提高,和良好的移动通信网络亲和性。
  【关键词】移动通信网络移动视频监控系统E-H.264
  一、引言
  视频监控已经遍布在我们每一个人的身边,广泛应用于公安、电力、银行、政府机构、能源等各行各业。随着社会管理要求的提高,随时随地调用视频监控服务,已成为紧迫需求。因此基于移动通信网路的视频监控系统应运而生。移动视频监控系统具有灵活、快捷,前端监控点和远程客户端双移动的特性等优点,是有线视频监控系统的有效延伸。
  但由于移动通信网络的传输能力与日益增长的多媒体信息需求相比,其有效带宽总是非常有限的;客户移动终端与PC机相比,其处理能力还是比较低;因此,一套高压缩比低复杂度的移动视频编码算法,成为移动通信网路环境中建设移动视频监控系统成功的关键。
  二、移动视频监控系统
  移动视频监控系统主要包括前端监控采集子系统、中心管理子系统和业务应用子系统。中心管理子系统主要设有设备代理服务器、管理中心服务器、转发服务器、存储服务器和手机流媒体服务器。
  三、移动视频编码
  在H.264/AVC的基础上,针对移动通信网络的特点,综合使用结构相似度快速运动估计、多模式自适应环路滤波、RCPC信道编码非平等误码保护及双缓冲视频传输控制等技术,实现一种高压缩比低复杂度的移动视频编码。
  与传统压缩标准相比,H.264虽然具有更高的压缩性能,但其编码复杂度的大幅增加限制了它的实时应用。为此,本系统利用结构相似度的特性,通过在运动估计过程中设置阈值,减少不必要的运动搜索点,简化复杂的搜索模式,从而在保证压缩质量不下降的前提下,达到了减小运动估计复杂度、改善压缩性能的目的。针对传统基于块的视频编码系统在码率相对较低的视频编码时总会产生块效应现象,本系统将图像块边界分为五种不同的滤波模式,针对每种模式的特点采用相应的滤波技术,降低了滤波过程的复杂度,在保持图像客观质量不变或略有降低的同时更好地降低了块效应,大大提高了图像的主观质量。
  为了提高压缩码流在无线信道中传输的可靠性,本系统采用了RCPC(Rate Compatible Punctured Convolutional)信道编码的非平等误码保护方案,有效地改善了视频在无线信道系统中的传输性能,保证了视频图像序列的可靠传输,更有效地利用信道的容量,提高了传输效率,使视频信息在无线信道传输过程中具有更强的抗差错能力。为了解决移动终端处理能力受限的问题,本系统采用了双缓冲视频传输控制协议,在手机客户端开辟两个缓冲队列,一个是播放缓冲区,一个是下载缓冲区,当下载满一个缓冲区后,该缓冲区设置为播放缓冲区,下载缓冲区转向另一个,次序交替执行。有效的解决了因无线通信网络网速不稳定而引起的播放速度和下载速度不匹配的问题。
  四、系统效果
  4.1主观质量评价
  访问时延:1s。
  五、结论
  本文针对移动通信网络的特点,提出一种基于H.264的综合了结构相似度快速运动估计、多模式自适应环路滤波、信道编码非平等误码保护及双缓冲视频传输控制等技术的移动视频监控系统。与标准的H.264相比,该系统在同样码率下,其信噪比明显提高,具有良好的移动通信网络亲和性。因此,该融合算法是确保移动视频监控系统性能的有效途径。


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