網絡化視頻監控系統中的QoS策略應用

鄧芳　王義　崔續彪　徐鴻喜

【摘要】 對于視頻監控而言，圖像清晰度無疑是最關鍵的特性，其次多媒體流的傳輸速度也是非常重要的一個特性。網絡化視頻監控系統包含了多項技術，其中有網絡技術、通信技術以及視頻編碼技術和視頻解碼技術等，Qos策略應用于網絡化視頻監控系統中不僅能夠有效提高多媒體流的傳輸速度，同時還可以提高視頻的質量。

【關鍵詞】 視頻監控系統 網絡 多媒體傳輸 視頻質量 QoS策略

近年來，伴隨著計算機網絡的廣泛應用，視頻監控體系也開始向網絡化方向發展，不少先進的計算機技術、圖像處理技術以及網絡傳輸技術開始應用于視頻監控體系中，其中Qos策略為視頻監控的部署、管理等方面都提供了全新的解決方案，擁有前所未有的數字化、網絡化的優勢，展現了廣闊的前景。

一、網絡化視頻監控系統中應用QoS策略的優勢分析

近年來，在科學技術發展的推動下，電子信息技術、視頻壓縮技術以及無線網絡寬帶技術都獲得了更快的發展，這些都為在無線信道中傳輸高質量的流媒體信息奠定了堅實的技術基礎。網絡化視頻監控系統是一個以多媒體技術、數字圖像處理與存儲、通信、計算機等新技術于一體的新型視頻監控系統，現在已經被廣泛應用于多種場合。該系統從視頻圖像信息共享、圖像清晰度、網絡帶寬占用率及網絡管理等方面綜合考慮，采用TCP/IP協議，前端選用具有MPEG-4壓縮方式、嵌入式結構和DSP芯片的硬件編碼器設備來對視頻信號進行壓縮、傳輸和解碼[1]。現在采用的網絡視頻監控系統中很多都存在著遠程預覽效果比較差的問題，缺乏正確的QoS機制來對網絡寬帶及視頻流量之間的矛盾進行調節。

二、網絡化視頻監控系統中的QoS策略分析

在監控系統中為了保證視頻效果，我們可以加入三種不同的QoS機制，其模塊圖如下。

圖1 網絡化視頻監控系統QoS模塊圖

2.1服務器和客戶端聯合QoS策略

FEC是前向糾錯技術的簡稱，現在這種技術已經在通信系統中得到了廣泛的應用，它的優勢主要表現在差錯恢復能力更加精確，并且處理開銷比較低，因此將其應用于視頻監控系統中能夠為傳輸服務質量提供可靠的保證，并且還可以有效降低 IP 數據包的丟失帶來的不良影響。基于FEC的視頻監控系統主要是通過FEC算法把原始的數據包編碼為新的數據包，這些新的數據包都能夠恢復出原始的數據，然后把新的數據包發送到網絡上，那么只要在接收端接收到這些數據包中的任何就實現數據傳輸了[2]。

2.2客戶端的QoS策略

一般來說，網絡上的數據傳輸需要一定的時間，因此視頻數據往往存在延遲的現象。在當前的應用中，針對這一問題所采用的方法是在客戶端數據進入播放器前，先緩沖數據，使之達到固定值之后才能進行播放，在這種模式下，如果網絡環境較好也需要等待緩沖，降低了觀看體驗。而通過QoS策略，我們可以以網絡狀態動態的變化為依據來對數據緩沖區的大小進行調整，當網絡延時由短變長的時候，緩沖區可采用加性的方法增大，反之則采用乘性的系數減小，從而有效補償延時帶來的視頻抖動情況[3]。

2.3服務器端的QoS策略

在目前的網絡化視頻監控系統中，模塊控制的思路主要是以MPEG-4音視頻信息的特殊性為依據，為了控制多媒體流流量，對不同類型的幀采用不同的發送策略。而在優化的系統中，在視頻數據傳輸中運用了基于視頻編碼特性的數據傳送模塊和數據調度模塊。在網絡的負載相對較重的條件下會選擇性的優先發送對更為重要的媒體數據，這樣就可以使監視系統在帶寬受限的情況下，盡可能多的將發送優先級高的數據，在保證數據不丟失的前提下，將所有發送的編碼數據都正確解碼，并且獲得最好的播放效果。

三、總結語

總的來說，基于TCP/IP協議平臺的網絡化視頻監控系統作為一個整合系統，能夠通過MPEG-4壓縮音頻和視頻硬件，并通過網絡來將音頻和視頻數字信號傳輸到監控中心，從而能夠在遠程電腦客戶端上來查看監控信息，為視頻監控開拓了更為廣闊的發展空間。通過Qos策略在服務器端、客戶端以及兩者相結合中的應用，對網絡化視頻監控系統進行了進一步的優化，大大提高了視頻質量。

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參 考 文 獻

[1]李中民.淺析視頻監控的網絡化[J].廣東科技，2012，21（13）：221-222.

[2]郭磊.基于達芬奇技術的嵌入式視頻監控系統開發[D].天津科技大學，2011.

[3]張婧.嵌入式視頻監控傳輸系統的研究及實現[D].北京交通大學，2013.