火场环境下视频编码与视频传输系统设计

发布时间：2017-09-16 01:30

  本文关键词：火场环境下视频编码与视频传输系统设计

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【摘要】：随着社会经济的发展,城市的规模越来越大,城市建筑物也越来越复杂,这使得火灾发生的可能性以及火灾的危害性大幅度增加。火灾频发的状况对消防救援工作提出了越来越高的要求,消防部队面对浓烟、高温和黑暗等复杂环境,由于受技术装备的先进性和实用性的制约,救援效率相对较低。因此,针对火灾现场的特殊情况,开发高效可靠的消防员侦察系统,对于提升救援效率,保障消防员及人民群众的生命财产安全有着重要意义。火场环境中,由于受浓烟、黑暗等的影响,消防员的视野受到了严重的制约,针对该问题,本文设计实现了一种应用于火场环境下的视频编码与视频传输系统。采用红外热像仪技术,采集火场中的热成像信息,将热成像信息实时显示在消防员的目镜中,同时将热成像信息经编码后传送给后方消防指挥终端。为解决视频无线传输对于火场无线信道的适应能力较差的问题,本文采用了一种应用于火场环境下的联合信源信道编码方案,实时监测信源与信道的条件变化,根据监测到的信源与信道的具体参数,对信源编码与信道编码的码率进行合理分配,提高了火场环境下的视频编解码与视频传输系统的灵活性。同时本文采用基于多硬件编码器冗余编码的信源编码方案,一定程度上提高了视频编解码系统的可靠性。本文对系统的底层硬件电路部分进行了设计,硬件电路主要包括主控模块、电源模块、传感器模块、监控模块等,并对硬件电路的各个模块分别进行了测试与验证。本文对上位机软件系统进行了设计与实现,上位机软件采用MFC(微软基础类库)编程。软件系统主要包括用户登录模块、视频播放模块、存储管理模块以及数据库管理模块等。上位机系统主要完成视频的解码、播放与存储功能,将采集到的火场信息实时在后方消防指挥平台进行显示。本文最后分别对本系统的各个模块进行了测试与验证,多个消防支队测试并在实战中使用了本设备,实验及实际使用结果表明本文设计的应用于火场环境的视频编码与视频传输系统能有效完成火场环境的侦查任务,具有广阔的应用前景。
【关键词】：火场环境 热像仪 联合信源信道编码 视频编码 无线通信
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.8
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 消防侦查类设备研究现状13-15
• 1.3 联合信源信道编码技术研究现状15-18
• 1.3.1 联合信源信道编码概述15
• 1.3.2 联合信源信道编码的适用情况15-16
• 1.3.3 联合信源信道编码的分类16-18
• 1.4 本文研究内容18-19
• 1.5 本文结构安排19-20
• 第2章 系统总体架构及相关硬件设计20-30
• 2.1 火场环境下视频编解码面临的问题20
• 2.2 系统总体架构20-22
• 2.3 硬件电路设计22-29
• 2.3.1 硬件电路整体框架22-23
• 2.3.2 主控CPU及监控硬件电路设计23-25
• 2.3.3 电源系统电路设计25-28
• 2.3.4 传感器硬件电路设计28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 火场环境下的联合信源信道编码技术30-42
• 3.1 H.264视频编解码标准30-31
• 3.2 视频质量的评价机制31-32
• 3.3 全局运动与局部运动32-33
• 3.4 全局运动的估计33-37
• 3.5 全局运动对视频编解码的影响37-38
• 3.6 量化参数QP对视频编解码的影响38-39
• 3.7 联合信源信道编码方案39-41
• 3.8 本章小结41-42
• 第4章 消防指挥平台监控系统软件设计42-54
• 4.1 监控系统设计目标42-43
• 4.1.1 功能需求42
• 4.1.2 性能需求42-43
• 4.2 指挥平台监控总体设计43-46
• 4.2.1 软件开发工具介绍43-45
• 4.2.2 编码板SDK介绍45
• 4.2.3 软件系统总体框架45-46
• 4.3 指挥平台监控系统各模块设计46-53
• 4.3.1 用户管理模块46-47
• 4.3.2 视频播放模块47-49
• 4.3.3 存储管理模块49-51
• 4.3.4 数据库管理模块51-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 各模块测试实验结果54-61
• 5.1 联合信源信道编码方案性能测试54-55
• 5.2 上位机测试55-57
• 5.3 系统整体测试57-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第6章 总结与展望61-63
• 6.1 本文工作总结61-62
• 6.2 下一步工作展望62-63
• 参考文献63-68
• 致谢68-70
• 硕士期间发表的学术论文70
• 硕士期间参加的科研工作70-71
• 学位论文评阅及答辩情况表71

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本文编号：860106