基于E-H.264的移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)

【摘要】本文在H.264/AVC的基礎(chǔ)上，針對移動通信網(wǎng)絡(luò)的特點，提出一種綜合結(jié)構(gòu)相似度快速運動估計、多模式自適應(yīng)環(huán)路濾波、RCPC信道編碼非平等誤碼保護及雙緩沖視頻傳輸控制等技術(shù)的適應(yīng)移動通信網(wǎng)絡(luò)的移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)。與標準的H.264或MPEG-4相比，在同樣碼率下，其信噪比明顯提高，和良好的移動通信網(wǎng)絡(luò)親和性。

【關(guān)鍵詞】移動通信網(wǎng)絡(luò)移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)E-H.264

一、引言

視頻監(jiān)控已經(jīng)遍布在我們每一個人的身邊，廣泛應(yīng)用于公安、電力、銀行、政府機構(gòu)、能源等各行各業(yè)。隨著社會管理要求的提高，隨時隨地調(diào)用視頻監(jiān)控服務(wù)，已成為緊迫需求。因此基于移動通信網(wǎng)路的視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運而生。移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有靈活、快捷，前端監(jiān)控點和遠程客戶端雙移動的特性等優(yōu)點，是有線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的有效延伸。

但由于移動通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力與日益增長的多媒體信息需求相比，其有效帶寬總是非常有限的；客戶移動終端與PC機相比，其處理能力還是比較低；因此，一套高壓縮比低復(fù)雜度的移動視頻編碼算法，成為移動通信網(wǎng)路環(huán)境中建設(shè)移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)成功的關(guān)鍵。

二、移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)

移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要包括前端監(jiān)控采集子系統(tǒng)、中心管理子系統(tǒng)和業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)。中心管理子系統(tǒng)主要設(shè)有設(shè)備代理服務(wù)器、管理中心服務(wù)器、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、存儲服務(wù)器和手機流媒體服務(wù)器。

三、移動視頻編碼

在H.264/AVC的基礎(chǔ)上，針對移動通信網(wǎng)絡(luò)的特點，綜合使用結(jié)構(gòu)相似度快速運動估計、多模式自適應(yīng)環(huán)路濾波、RCPC信道編碼非平等誤碼保護及雙緩沖視頻傳輸控制等技術(shù)，實現(xiàn)一種高壓縮比低復(fù)雜度的移動視頻編碼。

與傳統(tǒng)壓縮標準相比，H.264雖然具有更高的壓縮性能，但其編碼復(fù)雜度的大幅增加限制了它的實時應(yīng)用。為此，本系統(tǒng)利用結(jié)構(gòu)相似度的特性，通過在運動估計過程中設(shè)置閾值，減少不必要的運動搜索點，簡化復(fù)雜的搜索模式，從而在保證壓縮質(zhì)量不下降的前提下，達到了減小運動估計復(fù)雜度、改善壓縮性能的目的。針對傳統(tǒng)基于塊的視頻編碼系統(tǒng)在碼率相對較低的視頻編碼時總會產(chǎn)生塊效應(yīng)現(xiàn)象，本系統(tǒng)將圖像塊邊界分為五種不同的濾波模式，針對每種模式的特點采用相應(yīng)的濾波技術(shù)，降低了濾波過程的復(fù)雜度，在保持圖像客觀質(zhì)量不變或略有降低的同時更好地降低了塊效應(yīng)，大大提高了圖像的主觀質(zhì)量。

為了提高壓縮碼流在無線信道中傳輸?shù)目煽啃裕鞠到y(tǒng)采用了RCPC（Rate Compatible Punctured Convolutional）信道編碼的非平等誤碼保護方案，有效地改善了視頻在無線信道系統(tǒng)中的傳輸性能，保證了視頻圖像序列的可靠傳輸，更有效地利用信道的容量，提高了傳輸效率，使視頻信息在無線信道傳輸過程中具有更強的抗差錯能力。為了解決移動終端處理能力受限的問題，本系統(tǒng)采用了雙緩沖視頻傳輸控制協(xié)議，在手機客戶端開辟兩個緩沖隊列，一個是播放緩沖區(qū)，一個是下載緩沖區(qū)，當(dāng)下載滿一個緩沖區(qū)后，該緩沖區(qū)設(shè)置為播放緩沖區(qū)，下載緩沖區(qū)轉(zhuǎn)向另一個，次序交替執(zhí)行。有效的解決了因無線通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)速不穩(wěn)定而引起的播放速度和下載速度不匹配的問題。

四、系統(tǒng)效果

4.1主觀質(zhì)量評價

訪問時延：1s。

五、結(jié)論

本文針對移動通信網(wǎng)絡(luò)的特點，提出一種基于H.264的綜合了結(jié)構(gòu)相似度快速運動估計、多模式自適應(yīng)環(huán)路濾波、信道編碼非平等誤碼保護及雙緩沖視頻傳輸控制等技術(shù)的移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)。與標準的H.264相比，該系統(tǒng)在同樣碼率下，其信噪比明顯提高，具有良好的移動通信網(wǎng)絡(luò)親和性。因此，該融合算法是確保移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)性能的有效途徑。