4G车载视频传输关键技术及软件系统的研究

发布时间：2017-08-06 23:22

  本文关键词：4G车载视频传输关键技术及软件系统的研究

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【摘要】：现行的无线车载监控系统最多支持到标清低帧率(704×576,小于15fps),难以提供清晰有效的图像。高清实时视频(1920×1080,25fps)由于图像质量成倍提高,视频数据量和发送速率极大增加,对系统提出了更高的要求：硬件处理水平提升,网络带宽大幅增加,软件系统结构优化及网络传输方式改进。其中,软件系统的高效设计和网络传输的优化改进是本文实现4G车载高清视频监控系统开发中的难点与重点。本文分析了基于4G网络车载视频监控系统的关键技术,提出了软件系统的总体设计方案,并解决了实现中的一些难题。在传输系统中,采用RTSP和RTP进行音视频控制与传输；在服务器端,使用循环队列缓冲技术实现视频流平滑处理,减弱网络波动影响；在客户端,采用MFC架构进行界面设计,使用多线程技术和消息传递机制来协调控制功能,并提出将libVLC库嵌入客户端软件实现预览、截图和录像等视频功能,增强软件的独立性。最后,成功编写出了4G车载高清视频监控系统服务器和客户端应用软件,并进行了实际测试,该系统的视频流畅,图像清晰,延时低,并且对资源占用少,可用性和有效性能够满足实际需求。高清实时视频具有大量数据高速传输的特点,而4G无线信道带宽不稳定,数据传输丢包不可避免。本文为了解决UDP传输不可靠、TCP传输长时延问题,提出并实现了一种改进的基于部分可靠数据报传输的UDT-D协议。主要对UDT-D协议数据重补发策略进行了改进,采取补发与重发相结合的机制,设计了数据包生存阈值和最大重／补发次数。通过编写程序进行实际测试,提出并增加了数据流量消耗这一指标以更加全面地考察传输效果。测试的结果表明本文实现的UDT-D协议传输可靠性与TCP相当,实时性接近UDP,而流量消耗低于UDT-S,可以有效地降低传输延时,明显提高传输质量。本文结合高清视频和无线传输的特点,设计并实现了具有较高通用性和易用性的4G车载视频监控系统服务器管理软件及客户端软件,实现了车载高清视频无线远程实时监控；并针对高清视频数据在无线网络传输中存在的问题,提出并实现了一种改进的传输协议,用实际测试证实了传输效果的提升,具有较高的理论意义和应用价值。
【关键词】：4G 视频传输 监控系统 UDT
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U495;U463.67;TN929.53
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 选题背景与研究意义9-10
• 1.2 研究现状与发展趋势10-12
• 1.3 本文研究内容12-15
• 第二章 4G车载视频监控系统总体设计与关键技术分析15-26
• 2.1 系统结构设计15-16
• 2.2 软件模块分析16-17
• 2.3 关键技术分析17-24
• 2.3.1 基于RTSP与RTP协议的视频传输18-19
• 2.3.2 H.264流数据的RTP负载封包策略19-22
• 2.3.3 多线程并发处理任务调度22-23
• 2.3.4 基于循环队列的数据缓冲策略23
• 2.3.5 嵌入libVLC库实现视频功能23-24
• 2.4 本章小结24-26
• 第三章 服务器软件的研究与实现26-35
• 3.1 功能分析与结构设计26-27
• 3.2 前端连接模块27-29
• 3.3 客户端连接模块29-30
• 3.4 数据转发模块30-31
• 3.5 视频缓冲模块31-34
• 3.5.1 循环队列缓冲区实现31-33
• 3.5.2 双线程读写操作实现33-34
• 3.6 本章小结34-35
• 第四章 客户端软件的实现与系统测试35-47
• 4.1 功能分析与结构设计35-36
• 4.2 网络连接模块36-38
• 4.3 视频功能模块38-41
• 4.3.1 基于libVLC的视频预览38-40
• 4.3.2 基于libVLC的视频截图40
• 4.3.3 编译libVLC实现视频录制40-41
• 4.4 前端控制模块41-42
• 4.5 其他功能设计42
• 4.6 客户端界面设计42-43
• 4.7 软件系统运行测试43-46
• 4.8 本章小结46-47
• 第五章 基于部分可靠数据报传输UDT协议的优化研究47-68
• 5.1 UDP相关协议概述47-52
• 5.1.1 UDP协议概述47-48
• 5.1.2 RUDP协议概述48
• 5.1.3 UDT协议概述48-52
• 5.2 数据报传输UDT协议原理设计52-55
• 5.2.1 数据报传输UDT协议概述52
• 5.2.2 数据报传输UDT协议重要机制52-55
• 5.3 数据报传输UDT协议传输效果测试55-67
• 5.3.1 测试方案及测试环境55-56
• 5.3.2 无线局域网传输测试56-59
• 5.3.3 4G互联网传输测试59-67
• 5.4 本章小结67-68
• 第六章 总结与展望68-71
• 6.1 论文总结68-69
• 6.2 论文展望69-71
• 参考文献71-74

【参考文献】

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本文编号：631923