第八章-移动视频监控系统-移动互联网开发课件.ppt

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1、LOGO第八章第八章 移动视频监控系统移动视频监控系统8.1 流媒体技术原理与标准流媒体技术原理与标准u流媒体技术以流媒体技术以“流流”的形式进行多媒体数据传输，客户端播的形式进行多媒体数据传输，客户端播放器在播放一个媒体内容之前，预先下载媒体内容的一部放器在播放一个媒体内容之前，预先下载媒体内容的一部分作为缓存。然后，一边从缓存按顺序取出数据进行播放，分作为缓存。然后，一边从缓存按顺序取出数据进行播放，一边持续从服务器下载数据送进缓存。一边持续从服务器下载数据送进缓存。u“边下载，边播放边下载，边播放”的流式播放模式。的流式播放模式。u流媒体具有实时性、连续性和网络流量平稳的特点。流媒体具有

2、实时性、连续性和网络流量平稳的特点。流媒体技术流媒体技术u一是流媒体编解码技术一是流媒体编解码技术在保证视频质量的前提下，尽可能地压缩原始内容的大小，在保证视频质量的前提下，尽可能地压缩原始内容的大小，减小了视频流传输所需的带宽。减小了视频流传输所需的带宽。u二是流媒体网络传输控制技术二是流媒体网络传输控制技术通过控制机制，在有限的网络带宽下能使音视频流的传输通过控制机制，在有限的网络带宽下能使音视频流的传输效果更好。效果更好。音视频压缩技术音视频压缩技术u帧间无关压缩帧间无关压缩把一段连续的视频按一定时间间隔，分解成若干个固定的把一段连续的视频按一定时间间隔，分解成若干个固定的画面一幅一幅地

3、传输。画面一幅一幅地传输。u帧间压缩帧间压缩采用帧间编码技术，区分每幅图像的差异并且只传送差异采用帧间编码技术，区分每幅图像的差异并且只传送差异部分，包括运动补偿、运动表示和运动估计三部分。部分，包括运动补偿、运动表示和运动估计三部分。u帧内压缩帧内压缩采用帧内编码技术和熵编码技术，去除空域冗余信息，包采用帧内编码技术和熵编码技术，去除空域冗余信息，包括变换编码、量化编码和熵编码。括变换编码、量化编码和熵编码。音视频编解码技术的发展音视频编解码技术的发展u传统压缩编码技术建立在香农信息论基础上以经典集合论传统压缩编码技术建立在香农信息论基础上以经典集合论为工具，用概率统计模型来描述信源，其压缩

4、思想基于数为工具，用概率统计模型来描述信源，其压缩思想基于数据统计，只能去除数据冗余，属于低层压缩编码的范畴。据统计，只能去除数据冗余，属于低层压缩编码的范畴。u第一代压缩编码技术着眼于图像信号的统计特性来设计编第一代压缩编码技术着眼于图像信号的统计特性来设计编码器，属于波形编码的范畴。码器，属于波形编码的范畴。u第二代压缩编码技术是基于模型第二代压缩编码技术是基于模型/对象的，除了继承第一代对象的，除了继承第一代视频编码的核心技术，还利用了人眼视觉特性，支持基于视频编码的核心技术，还利用了人眼视觉特性，支持基于视觉内容的交互功能。视觉内容的交互功能。常用的压缩标准常用的压缩标准uJPEG是静

5、态图像压缩标准，适用于连续色调彩色或灰度是静态图像压缩标准，适用于连续色调彩色或灰度图像。图像。一是基于一是基于DPCM(空间线性预测空间线性预测)技术的无失真编码；技术的无失真编码；二是基于二是基于DCT(离散余弦变换离散余弦变换)和哈夫曼编码的有失真算法。和哈夫曼编码的有失真算法。uMPEG标准的视频压缩编码技术标准的视频压缩编码技术利用了具有运动补偿的帧间压缩编码技术以减小时间冗余利用了具有运动补偿的帧间压缩编码技术以减小时间冗余度；度；利用利用DCT技术以减小图像的空间冗余度；技术以减小图像的空间冗余度；利用熵编码则在信息表示方面减小了统计冗余度。利用熵编码则在信息表示方面减小了统计冗

6、余度。VCD标准和标准和DVD标准标准uVCD和和DVD标准都属于标准都属于MPEG系列标准。系列标准。uVCD采用采用MPEG-1标准，适用于不同带宽的设备，数据压标准，适用于不同带宽的设备，数据压缩速率为缩速率为1/1001/200，音频压缩速率为，音频压缩速率为1/6.5，MPEG-1的的编码速率最高可达编码速率最高可达4Mb/s5Mb/s，一般控制在，一般控制在1.5Mb/s。uDVD采用采用MPEG-2标准，图像分辨率为标准，图像分辨率为720*480，编码速，编码速率为率为1Mb/s10Mb/s，比，比VCD的分辨率提高了四倍多，数的分辨率提高了四倍多，数据量也增大了很多，同时音效

7、质量有所提高。据量也增大了很多，同时音效质量有所提高。u从上面可以看出，从上面可以看出，MPEG-1文件小但质量差，文件小但质量差，MPEG-2质质量好但占空间，量好但占空间，MPEG-4结合了两者的优点。结合了两者的优点。视频质量指标视频质量指标u图像的质量主要取决于以下因素：图像的质量主要取决于以下因素：图像的大小和总像素数图像的大小和总像素数压缩比压缩比图像分辨率图像分辨率(单位单位dpi)图像格式图像格式分辨率分辨率带宽需求带宽需求(b/s)QCIFPAL 176*144，NTSC 176*120300kCIFPAL 352*288，NTSC 352*240300k512k2CIFPA

8、L 704*288，NTSC 704*240512k700k4CIFPAL 704*576，NTSC 704*4801.5M2MD1720*576水平(480线，隔行扫描)1.5M2M流媒体网络传输技术流媒体网络传输技术u缓存技术缓存技术u流媒体播放方式流媒体播放方式u流媒体网络传输与控制协议流媒体网络传输与控制协议流媒体播放方式流媒体播放方式u按传输方式的不同，把流媒体分为顺序流式传输和实时流按传输方式的不同，把流媒体分为顺序流式传输和实时流式传输两种方式。式传输两种方式。u按播放方式的不同，把流媒体分为视频点播方式和实时流按播放方式的不同，把流媒体分为视频点播方式和实时流方式。方式。视频点

9、播方式下，视频源作为一个文件存储于服务器或数视频点播方式下，视频源作为一个文件存储于服务器或数据库系统中。据库系统中。实时流方式下，视频源是前端摄像头拍摄并经过编码设备实时流方式下，视频源是前端摄像头拍摄并经过编码设备编码的、连续的、稳定的视频流。编码的、连续的、稳定的视频流。流媒体网络传输与控制协议流媒体网络传输与控制协议uRTSP(Real Time Streaming Protocol，实时流协议，实时流协议)定义了定义了一对多应用程序如何有效地通过一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。网络传送多媒体数据。uRSVP(Resource reSerVation Protoco

10、l，资源源预留留协议)是是针对针对IP网络传输层不能保证网络传输层不能保证QoS和支持多点传输而提出的和支持多点传输而提出的协议。协议。移动流媒体技术移动流媒体技术u流媒体技术应用到移动网络和终端上，称之为移动流媒流媒体技术应用到移动网络和终端上，称之为移动流媒体技术。体技术。u移动流媒体技术的三个突出特点：移动流媒体技术的三个突出特点：能够实时播放视音频等多媒体内容，也可以对多媒体能够实时播放视音频等多媒体内容，也可以对多媒体内容进行点播，具有交互性。内容进行点播，具有交互性。播放的流媒体文件不需要在客户端保存，减少了对客播放的流媒体文件不需要在客户端保存，减少了对客户端存储空间的要求，也减

11、少了缓存容量的需求。户端存储空间的要求，也减少了缓存容量的需求。由于流媒体文件不在客户端保存，从而在一定程度上由于流媒体文件不在客户端保存，从而在一定程度上解决了媒体文件的版权保护问题。解决了媒体文件的版权保护问题。8.2 移动视频监控组网移动视频监控组网u移动视频监控系统是指视频源为现场实时采集，并部分或移动视频监控系统是指视频源为现场实时采集，并部分或全部通过移动互联网进行实施传输的信息应用系统。全部通过移动互联网进行实施传输的信息应用系统。互联网平台系统3G网络3G网络移动视频监控系统示意图移动视频监控系统适用场合移动视频监控系统适用场合u对处于运动状态下外部环境需要视频监控的场合。对处

12、于运动状态下外部环境需要视频监控的场合。u对不固定地点的视频监控的场合。对不固定地点的视频监控的场合。u对固定通信线路难以敷设地点的视频监控。对固定通信线路难以敷设地点的视频监控。u在移动状态下需要对固定监控点、移动监控点进行视频监在移动状态下需要对固定监控点、移动监控点进行视频监控的场合。控的场合。移动视频监控系统应用模式移动视频监控系统应用模式u根据图像采集方式的不同，分为三种模式：根据图像采集方式的不同，分为三种模式：采用固定摄像头和采用固定摄像头和3G视频服务器，或者视频服务器，或者3G无线网络摄像无线网络摄像机作为视频采集设备；机作为视频采集设备；采用智能手机自带的摄像机作为视频采集

13、设备；采用智能手机自带的摄像机作为视频采集设备；采用固定摄像头和有线网络作为视频采集设备。采用固定摄像头和有线网络作为视频采集设备。u还可以分为两种监控模式还可以分为两种监控模式固定方式监控：采用电视墙、固定方式监控：采用电视墙、PC机作为监控终端，通过机作为监控终端，通过有线网络获取视频监控图像；有线网络获取视频监控图像；移动方式监控：采用智能手机作为视频监控终端和视频监移动方式监控：采用智能手机作为视频监控终端和视频监控图像传输载体。控图像传输载体。移动视频传输方式移动视频传输方式u数字方式数字方式u网络方式网络方式u3G无线方式无线方式数字方式数字方式u现场场景经过摄像机拍摄后转换形成模

14、拟电信号；现场场景经过摄像机拍摄后转换形成模拟电信号；u模拟电信号进入发射端视频光端机，实现模拟电信号进入发射端视频光端机，实现数字化数字化和和电电/光转光转换换，变成，变成激光信号激光信号；u激光信号通过光纤传输后，进入接收端视频光端机，经过激光信号通过光纤传输后，进入接收端视频光端机，经过光光/电转换盒模拟化，恢复为模拟电信号；电转换盒模拟化，恢复为模拟电信号；u模拟电信号再送入监视器进行显示或者由硬盘录像机进行模拟电信号再送入监视器进行显示或者由硬盘录像机进行保存。保存。现场场景图像传感数字化电/光转换光/电转换屏幕显示摄像机视频光端机(发)视频光端机(收)监视器或硬盘录像机视频监控系统

15、(数字方式)信号转换示意图3G无线方式无线方式u与网络方式不同的是，视频信号经过与网络方式不同的是，视频信号经过数字化数字化、视频压缩编、视频压缩编码和码和网络化网络化后，还要进行后，还要进行3G无线化无线化。u3G方式的视频信号经过方式的视频信号经过3G网络后，通过有线网络后进入网络后，通过有线网络后进入计算机，实现屏幕显示和硬盘存储。计算机，实现屏幕显示和硬盘存储。现场场景图像传感数字化视频编码摄像机视频服务器网络化网络摄像机光收发器(发)3G无线化光收发器(收)去网络化视频解码存储或显示计算机3G网络8.3 Android平台摄像头功能平台摄像头功能uAndroid平台支持摄像头和硬件设

16、备上的摄像头功能，允平台支持摄像头和硬件设备上的摄像头功能，允许在应用程序中捕捉图像和视频。许在应用程序中捕捉图像和视频。u这个功能是通过这个功能是通过Camera API或者或者Camera Intent是实现的。是实现的。8.3 Android平台摄像头功能平台摄像头功能uCamera是控制设备摄像头的主要是控制设备摄像头的主要API，用于构建在应用时，用于构建在应用时获得图像和视频。获得图像和视频。uSurfaceView用来提供在线摄像头的预览。用来提供在线摄像头的预览。uMediaRecorder用于从摄像头记录视频。用于从摄像头记录视频。uIntent是是MediaStore一个一个intent类。类。uACTION_IMAGE_CAPTURE或者或者MediaStore.ACTION_VIDEO_CAPTURE用于拍摄图像用于拍摄图像或视频，而无需直接使用相机对象。或视频，而无需直接使用相机对象。Manifest文件权限声明文件权限声明u存储权限存储权限u录音权限录音权限u地点权限地点权限构建摄像头应用程序构建摄像头应用程序检测和访问摄像头；检测和访问摄像头；创建预览类；创建预览类；建立一个预览布局；建立一个预览布局；为采集设置监听器；为采集设置监听器；采集和保存文件；采集和保存文件；释放摄像头。释放摄像头。