多路嵌入式H.264視頻服務(wù)器的設(shè)計(jì)

（2）編碼模塊，主要完成對(duì)采集的圖像的壓縮編碼。對(duì)采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮可以有兩種方案，一種是用硬件來(lái)壓縮，它可以有專用系統(tǒng)和通用系統(tǒng)兩種形式，其中，專用系統(tǒng)使用專用芯片實(shí)現(xiàn)圖像的硬件壓縮,通用系統(tǒng)則利用通用芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。相對(duì)于通

用系統(tǒng),用專用芯片對(duì)圖像用硬件進(jìn)行壓縮可以快速進(jìn)行圖象壓縮,減少處理器的開銷等點(diǎn)。第二種壓縮方法就是用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種方法對(duì)機(jī)器的硬件配置要求較高，但運(yùn)用起來(lái)靈活，考慮到現(xiàn)在硬件技術(shù)已經(jīng)比較成熟，故我們采用第二種方案，對(duì)采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟壓縮，此處利用H.264標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓縮。H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)是一種新的編碼方法。與其他壓縮編碼方式比較，利用H.264標(biāo)準(zhǔn)可以獲得更高的壓縮比及更好的圖象質(zhì)量。H.264編碼器都是開源的，可以從網(wǎng)上下載，此處用的是t264，對(duì)采集到的YUV格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行逐幀壓縮。

（3）網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，完成現(xiàn)場(chǎng)多媒體數(shù)據(jù)及歷史多媒體數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)的傳輸，用于支持瀏覽端的現(xiàn)場(chǎng)預(yù)覽和記錄回放功能。其基本過(guò)程是碼流經(jīng)碼率控制部分進(jìn)行碼率調(diào)整，然后由RTP組件傳送到網(wǎng)絡(luò)中。傳輸啟動(dòng)之初，組播控制器根據(jù)多用戶代理提供瀏覽端的組播策略來(lái)協(xié)商組播策略；傳輸過(guò)程中，RTCP組件實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀況并反饋o決策控制器，決策控制器控制分離器、視頻抽幀器和碼流復(fù)合器組件，完成碼流的動(dòng)態(tài)整合。其傳輸體系結(jié)構(gòu)如圖3所示：

圖3視頻流傳輸體系結(jié)構(gòu)

（4）存儲(chǔ)模塊，多個(gè)攝像頭采集的多路視頻數(shù)據(jù)經(jīng)編碼壓縮后形成復(fù)合媒體流，通過(guò)存儲(chǔ)組件，存為H.264文件，同時(shí)向數(shù)據(jù)庫(kù)中寫相應(yīng)的文件信息。

（5）設(shè)備控制模塊，設(shè)備控制器接收用戶界面發(fā)出的或網(wǎng)絡(luò)傳送來(lái)的控制命令，控制解碼器，完成對(duì)云臺(tái)、鏡頭等設(shè)備的控制。

4 客戶端軟件設(shè)計(jì)

客戶端主要完成視頻數(shù)據(jù)的接收,解碼和顯示工作,同時(shí)還可以動(dòng)態(tài)設(shè)置編碼器的數(shù)。從功能角度,客戶端的軟件體系結(jié)構(gòu)可劃分為3個(gè)模塊：設(shè)備控制模塊，網(wǎng)絡(luò)的接收與反饋模塊，顯示模塊。其體系結(jié)構(gòu)如圖4所示：

（1）設(shè)備控制模塊，根據(jù)用戶輸入的命令((例如改變視頻窗口大小、接收路數(shù),圖象分辨率、開始/停止遠(yuǎn)程監(jiān)控等), 產(chǎn)生控制命令并通過(guò)一個(gè)TCP連接發(fā)送到服務(wù)器端,服務(wù)器端設(shè)備控制器接收這些控制命令，并完成對(duì)云臺(tái)、鏡頭等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。

（2）網(wǎng)絡(luò)的接收與反饋部分，根據(jù)用戶的基本帶寬情況（局域網(wǎng)還是非局域網(wǎng)）及請(qǐng)求的任務(wù)類型（現(xiàn)場(chǎng)預(yù)覽還是歷史回放），確定該接收碼流是否基于組播策略接收。RTP組件完成碼流的接收，RTCP組件檢測(cè)碼流的丟包率并反饋給服務(wù)器端。

圖4 客戶端軟件體系結(jié)構(gòu)

（3）顯示模塊，同步源過(guò)濾器從RTP組件得到碼流，在控制器的協(xié)調(diào)下，完成解碼及同

步的視頻播放。此處我們采用的是Microsoft DirectShow[6]架構(gòu)來(lái)完成H.264 碼流的實(shí)時(shí)解碼和圖像顯示工作。

試驗(yàn)證明,對(duì)于包含有視頻服務(wù)器、多監(jiān)控客戶中心的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng),上述網(wǎng)絡(luò)傳輸部分能夠很好地完成視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)能力良好。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文創(chuàng)新點(diǎn)是提出了一種多路嵌入式H.264視頻服務(wù)器的設(shè)計(jì)方案，并給出了系統(tǒng)硬件組成和軟件的體系結(jié)構(gòu)框架，該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的Motion2JPG和MPEG21相比,采用H.264標(biāo)準(zhǔn)壓縮圖像,降低了帶寬占用率。對(duì)于四路QCIF和一路D1分辨率的高清晰度實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控,只需占用65K和250K的網(wǎng)絡(luò)帶寬即可滿足傳輸需求。