基于3G的嵌入式无线视频监控系统典型方案及分析.pdf

第卷第期北华航天工业学院学报
203Vol120No13
2010年6月JournalofNorthChinaInstituteofAerospaceEngineeringJun12010

基于3G的嵌入式无线视频监控系统典型方案及分析

李楠房好帅王慧娟
(北华航天工业学院计算机科学与工程系,河北廊坊065000)

摘要:提出无线视频监控系统的一般应用模型,概述了基于3G的无线视频监控系统的关键技术,同时对各关
键技术当前的发展现状和实现手段进行了简要介绍。在此基础上,分别比较了典型数字视频采集设备和监控端
软件的几种实现方案,分析了各方案的优缺点和应用场合,指出了市场的发展方向。
关键词:3G;嵌入式;DSP;视频监控
中图分类号:TP277文献标识码:A文章编号:1673-7938(2010)03-0016-05

0引言监控信息按照一定的传输协议通过传输网络发往后
随着网络带宽、计算机处理能力的迅速提高以端监控子系统。后端监控子系统接收到数据后,将
及各种视频处理技术的发展,视频监控已步入了全其解码,形成能够在终端上回放的媒体视频流,并实
数字化的网络时代———第三代远程视频监控系统。现备份和截图等功能;同时,后端监控子系统还可通
作为远程视频监控典型应用之一的无线视频监控系过传输网络发送指令到前端,控制传输链路并实现
统,以各种无线网络为依托,以数字视频的压缩、传对云台和镜头的控制。后端监控子系统可以包括各
输、存储和播放为核心,结合嵌入式技术和智能图像类终端,如PC,个人手持信息终端等,还可以包括可
分析技术,引发了视频监控行业的技术革命。当前,在网络上发布音/视频监控数据的视频服务器。
伴随着3G网络技术的快速发展与应用,高至2MHz1关键技术
的带宽为无线视频监控提供更加强有力的支持。基1.1视频编解码
于3G网络的无线视频监控系统,除具有无线视频摄像头采集到的模拟视频信号经数字化处理成
监控部署灵活,不受时间和地域限制,可实时在线查YUV格式后,所需要的带宽很大,以传输25fps的
看现场情况外,还具有图像质量高,成本低,可将个CIF格式(3203240,4:2:2)的图像信号为例,需要
人信息终端作为监控终端等特点。而这些都是基于占用的带宽为:35232883232325=38.67Mbps,
其他无线网络的视频监控系统所无法比拟的。因此视频传输和存储必须进行压缩编码。关于视频
基于3G的无线视频监控系统一般可分为3个压缩编码的算法和标准有很多,目前,在该领域占主
子系统:前端采集子系统、传输网络和后台监控子系导地位的标准是由ISO/IEC组织制定的MPEG系
统。其结构框图如图1所示:列以及和ITU2T联合制定的的H.XXX系列标准,
另外还有ISO和CCITT为静态图像制定的M2
JPEG标准。
对视频压缩标准的选择,主要是根据应用的需
求,综合考虑压缩比、传输带宽、画面质量和算法复
杂度等因素。目前较新的主流产品均采用MPEG24
图1基于3G的无线视频监控系统一般结构框图
和H.264/AVC标准。几种常见编码标准之间的比
前端采集子系统主要负责音视频的采集、压缩
较见表1。其中H.264/AVC标准由于较高的压缩
编码、传送和存储工作。在主控模块的控制下,数字
比率(相同视觉效果下,比MPEG24节约大约50%
比特率)和较好的网络适应性,目前已成为业界首选
基金项目:北华航天工业学院科研基金项目(KY22008207)
收稿日期:2009-11-12的压缩编码标准。
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第3期李楠等:基于3G的嵌入式无线视频监控系统典型方案及分析2010年6月

表1几种常见编码标准的比较程实现编码算法;而硬件压缩方式是指利用某些厂
标准CIF压缩图像算法家提供的符合某种编码标准的专用集成电路芯片
适用场合
名称码率范围质量复杂度
(ASIC)来实现。
对清晰度要求较高但对
M2JPEG较窄较好低
实时性要求不高的应用1.2网络传输
与码率对实时性和交互性要求1.2.1传输信道
MPEG24较宽较高
有关较高的应用目前,在我国境内投入商用的3个3G标准,其
与码率良好的网络适应性和容
H.264宽高数据业务均支持视频流的传输。选择何种网络作为
有关错性、高压缩比
监控系统的传输信道,要综合考虑现有通信模块支
实现视频编码算法有两种方式———硬件压缩编持的标准、传输速率、保密性、运营商网络覆盖和资
码和软件压缩编码。软件编码方式是指利用程序编费成本等因素。以下对各3G标准做一简单介绍。

表2各3G标准的比较
上行速率下行速率国内
3G标准全称优势主导者
(Mbps)(Mbps)运营商
WidebandCDMA较高的扩频增益,发展空间较大,全球HSDPAHSDPA中国
WCDMA欧洲
宽带分码多工存取