高清网络视频监控系统的实现及其性能研究与改进

发布时间：2017-06-08 21:05

  本文关键词：高清网络视频监控系统的实现及其性能研究与改进，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代社会的不断进步,安防领域中的视频监控技术在各行各业中扮演了非常关键的角色。随着网络传输技术、图像处理技术、计算机技术的快速发展,视频监控技术也得到了有效的提高,高清化与网络化趋势日益明显。当前正处于第三代网络视频监控飞速发展的一个黄金时期,高清网络视频监控也将逐步取代模拟或数字视频监控系统,成为视频监控的主流。本文研发了高清网络视频监控系统,从硬件和软件层面设计并实现系统,并通过性能分析结果对系统进行有效的改进。本文设计了高清网络视频监控系统的视频传输方案,完成了框架设计,同时针对系统的流媒体传输特性,设计流媒体传输专用协议,有利于网络流媒体的内容管理以及后期的解码。在分析了TCP/IP协议族以及结合监控设备的实际应用场景的前提下,分别在服务端和客户端采用TCP协议设计并完成实时流媒体的快速稳定高质量传输和处理任务。采用SOCKET通信机制、多线程机制、进程间共享内存机制以及I/O多路复用技术设计并实现服务端的码流获取和分发软件,采用SOCKET通信机制、FFMPEG以及SDL设计并实现客户端的实时流接收解码播放软件。在该系统的基础上,采用PTP(精确时钟同步协议)以及TOP命令对其进行了较为完备的性能研究,主要分为码流延时和CPU使用率方面,其中包括不同并发路数的性能对比以及单路的具体延时分布情况,分阶段定量分析其中延时以及CPU使用率较高的产生原因,从而能够科学有效地支持后续的流媒体服务器的性能改进方案的制定和实现。本文最后设计并完成了对该高清网络视频监控系统的性能改进方案,根据对系统延时以及CPU使用率分析结果,采用基于事件驱动模式的高性能I/O并发的LIBEVENT网络框架实现对该系统的重新设计并实现,经过性能分析验证,在延时和CPU使用率方面都得到了较大幅度的提高,有效提升了流媒体传输系统的整体性能。
【关键词】：TCP/IP 流媒体 延时 事件驱动
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN948.6
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 视频监控系统的发展过程8-9
• 1.2 视频监控系统的未来发展趋势9-10
• 1.3 论文主要研究内容10
• 1.4 论文结构安排10-11
• 1.5 本章小结11-12
• 第二章 高清网络视频监控系统的主要技术12-22
• 2.1 视频编码压缩技术12-18
• 2.2 流媒体网络传输技术18-19
• 2.3 网络摄像机（IPC）技术19-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 高清网络视频监控系统的设计与实现22-46
• 3.1 系统的视频传输方案及其框架设计22-27
• 3.1.1 系统硬件构成及其工作原理22-24
• 3.1.2 流媒体传输框架设计24-27
• 3.2 系统的流媒体传输协议设计27-34
• 3.2.1 流媒体传输协议设计28-32
• 3.2.2 实时视频码流格式设计与分析32-34
• 3.3 服务端与客户端间码流传输功能设计与实现34-45
• 3.3.1 服务端获取与转发码流功能35-41
• 3.3.2 客户端接收与解码显示码流功能41-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 系统性能研究46-54
• 4.1 延时特性分析46-51
• 4.1.1 延时特性46-48
• 4.1.2 延时统计48-51
• 4.2 CPU使用率统计51-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第五章 系统性能改进54-64
• 5.1 改进系统的设计与实现54-60
• 5.1.1 流媒体服务器的性能分析54-56
• 5.1.2 系统改进设计56-59
• 5.1.3 系统改进实现59-60
• 5.2 改进系统的性能研究60-63
• 5.2.1 延时分析61-62
• 5.2.2 CPU使用率分析62-63
• 5.3 本章小结63-64
• 第六章 总结与展望64-65
• 6.1 论文内容总结64
• 6.2 未来工作展望64-65
• 参考文献65-67
• 致谢67

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