基于MPEG_4的远程数字视频监控系统设计与实现.pdf

MicrocomputerApplicationsVol.20,No.4,2004开发应用微型电脑应用2004年第20卷第4期

基于MPEG-4的远程数字视频监控系统设计与实现

邢征军①邵惠鹤②胡立生③

摘要结合当前视频技术、计算机技术、通信技术的发Group,运动图像专家组)开发的国际标准。它的正式ISOöIEC
展情况,介绍一种远程数字视频网络监控系统的设计与实现。名称为“ISOöIEC14496”,是继MPEG-1、MPEG-2之后
文中首先分析了采用MPEG-1和H.263标准实现数字视频ISOöIEC推出的又一个重要的视音频编解码标准。它于1998
监控系统的不足,提出基于MPEG-4标准的数字视频监控年10月制定完成,并于1999年1月成为国际标准。
系统的设计思想。接着给出了完整的基于MPGE-4的远程与其他压缩标准相比,MPEG-4最大的特点是其更适于
数字视频监控系统的设计与实现。交互AV服务以及远程监控。
关键词视频监控MPEG-4ADSL组播MPEG-4是第一个使用户可在接收端对画面进行操作
和交互访问的编码标准。它是基于内容(对象和实体)的编码,
视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于安不像MPEG-1,2是基于像素的编码。MPEG-4对每一个对
保、生产管理等场合,成为金融、商业、交通乃至住宅、社区等象的编码形成一个对象码流层,该码流中包含着对象的形状、
领域安全防范监控的重要手段,它为这些行业的安全防范和位置、纹理以及其他方面的属性等。对一幅图像编码所形成的
环境监控起到了不可忽视的作用。近10年来,随着计算机、网码流就由一系列这样的对象层码流所构成。用户可以直接对"
络以及图像处理、通信传输、自动化技术的发展,视频监控技对象层"进行存取操作,可以有选择的只对感兴趣的对象进
术也有了质的飞跃,视频监控系统从早期的模拟时代进入了行传输、解码和显示。
数字时代。另一方面,由于企业的活动范围日益扩大和工作场MPEG-4特别针对低带宽等条件设计算法,其算法与
所(特别是在一些危险性大、人不可直接观察或者不易直接观MPEG-1、MPEG-2相比更为优化,因而在压缩效率上更
高同等条件如场景、图像格式和压缩分辨率条件下经过编
察的特殊场合)日益增多,企业对远程数字监控系统的需求也,,
日益增加。码处理的图像文件所占用的存储空间也越小,使低码率的视
图像编解码技术是远程实时监控中的关键技术之一。近频传输成为可能。甚至在公用电话线上就可以连续传输视频,
并能保持图像的质量,这是其它技术做不到的。另外,其它的
十几年来许多专家学者提出了有关视频压缩的算法,国际上
压缩技术由于算法上的局限,在画面中出现快速运动的人或
也形成了统一的压缩标准。主要的图像压缩标准有MPEG-
物体和大幅度的场景变化时,图像质量下降。而MPEG4采用
1、MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263等几个标准。目前许
基于对象的识别编码模式,从而保证良好的清晰度。这个特性
多实时监控系统采用的仍然是MPEG-1的格式。这种编码
特别有利于出现异常时的图像监控,例如,出现小偷时,利用
格式的压缩率不高(平均只有50:1),需要很高的传输速率。
MPEG-4编码很容易得到当时现场清晰的图像。
在现有的实际网络带宽下,很难得到实时流畅的图像。另外,
低压缩的视频数据需要网络分配很大一部分带宽,往往也会
造成网络拥塞。目前在低带宽上传输活动视频的另一个解决二、系统的设计与实现
方案就是采用H.263标准,尽管H.263也具有较高的压缩
1.系统介绍
比,但是图像质量差于MPEG4,灵活性也差于MPEG-4。
在日常生活中,很多的工作场合地处荒郊野岭,但图像远
MPEG-4是新一代的图像压缩技术标准,它能利用很在窄的
程的实时监控往往又很有必要。铺设图像通信专线,采用无线
带宽,通过帧重建技术压缩和传输数据,使得能够以最少的数
信号传输图像费用过高,不是任何企业都能承担或者必要,特
据获得最佳的图像质量,它在远程数字视频监控系统中的应
别是多点监控,再则是国家法律不允许乱铺乱设。而且,特殊
用将会越来越广泛。下面简要介绍这种标准。
的地理位置是使铺设专线或安装无线信号中继施工困难,甚
至无法施工。另外,为了获得稳定的图像质量对网络的带宽和
一、MPEG-4视频压缩标准介绍
图像的压缩码流有了一定的要求。综合以上的因素,我们选择
MPEG-4标准来压缩视频流,并采用ADSL来完成网络传
MPEG-4是一个由MPEG(MovingPictureExperts

①邢征军上海交通大学自动化系硕士研究生上海20003
②邵惠鹤上海交通大学自动化系教授博士生导师上海20003
③胡立生上海交通大学自动化系副教授上海20003
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