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基于MPEG-4的数字视频监控系统开发及应用

作　者: 唐裕峰
导　师: 王启美
学　校: 电子科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 视频 MPEG-4 解码库嵌入式平台
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

视频监控作为一种重要的安防手段已经有了一段很长的发展历史。现在,数字视频监控已经成为视频监控的重点发展领域,监控录像系统的产品正向着网络化、高清晰化、智能化的方向发展。嵌入式系统在监控系统中的使用也很有潜力。人们正关注着更人性化、更能囊括当前先进技术的多媒体标准。在众多标准中,H.263、MJPEG、MPEG-1、MPEG-2 已经比较成熟, H264、MPEG-4是人们当前正着力研究的标准。按照MPEG-4 的标准,图象质量可以达到DVD 的效果,而数据量要比MPEG-2 要低得多。现在使用嵌入式MPEG-4 系统产品,图象质量已经能达到VCD 的图像效果。因此用嵌入式开发出的高清晰度、稳定的、多路的、低成本的MPEG-4 监控录像系统不仅会在当今世界取得技术领先的优势,还可以形成极大的产品竞争力。本人在数字视频监控技术方面进行了深入的学习和研究,主要在vweb 硬件平台上对系统进行设计和调试。并认真学习了MPEG-4 多媒体压缩标准,着重研究了它的第二部分(视频编解码),实现了客户端的软件解码和播放。客户端软件主要功能是:解析输入的系统数据流,分流成为视频数据流和音频数据流、视频数据流的解码、音频数据流的解码、视频播放的实现、音频播放的实现、视频音频同步等。最终实现了在奔四的PC 上实时播放4 路D1 格式的MPEG-4 视频流。本文主要从监控系统的实际出发,在视频基础和多媒体标准及其编解码算法方面做了简单介绍,并着重突出了自己所做的工作(如系统的构成、视频流解码库的实现、客户端系统流解码播放库的实现等)。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
引论  8-10
  1. 课题提出的背景  8-9
  2. 本人所作的工作  9-10
第一章数字视频基础  10-16
  1.1 自然视频图像  10-12
  1.2 视频格式和颜色空间描述  12-14
  1.3 数字视频编码质量的评估  14-16
第二章多媒体压缩及其标准  16-26
  2.1 (ISO)系列标准  16-17
  2.2 视频编码算法介绍  17-26
    2.2.1 预测编码算法DPCM  18-19
    2.2.2 信息熵编码  19-21
      2.2.2.1 Huffman 编码  20
      2.2.2.2 游程编码  20-21
      2.2.2.3 算术编码  21
    2.2.3 变换编码  21-26
      2.2.3.1 傅立叶变换  22
      2.2.3.2 K-L 变换  22-24
      2.2.3.3 离散余弦变换(DCT)  24-25
      2.2.3.4 小波变换  25-26
第三章系统体系构架及硬件实现  26-32
  3.1 监控系统的硬件平台的选择和构成  26-28
    3.1.1 嵌入式微处理器的选择  26-27
    3.1.2 压缩芯片的选用  27
    3.1.3 系统结构  27-28
  3.2 监控系统的软件平台即RTOS 的选择和开发环境  28-31
  3.3 Tornado集成开发环境  31-32
第四章数字视频流解码算法的实现  32-46
  4.1 MPEG-4 视频流解码  32-38
    4.1.1 可变长解码  33-35
    4.1.2 向量的计算  35-36
    4.1.3 逆量化、反DCT 变换  36
    4.1.4 插值补偿与隔行视频帧的解码  36-38
  4.2 视频流解码函数的实现  38-46
    4.2.1 视频解码库的接口  38-40
    4.2.2 解码函数的实现  40-44
      4.2.2.1 decoder_pframe 函数的实现  41-43
      4.2.2.2 decoder_iframe 函数的实现  43-44
    4.2.3 解码库的优化  44-46
第五章系统客户端软件及其实现  46-61
  5.1 程序构架及其模块功能  46-48
  5.2 模块的实现  48-61
    5.2.1 基础类:线程类,锁类,事件类,队列类  48-52
    5.2.2 网络I/O 类  52-55
    5.2.3 CvwebControl 类  55-56
    5.2.4 CsourceReader 类  56-58
    5.2.5 CvwebDecoder 类  58-59
    5.2.6 CvideoRender 类  59-60
    5.2.7 CaudioRender 类  60-61
第六章总结  61-64
  6.1 系统实现及其总结  61-62
  6.2 需要完善的工作  62
  6.3 课题创新性及意义  62-64
参考文献  64-66
致谢  66-67
个人简历  67

基于MPEG-4的数字视频监控系统开发及应用

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