視頻監(jiān)控系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　第一章 引言3</b></p><p>　　1.1 論文的目的及意義：3</p><p>　　1.2 論文的目錄結(jié)構(gòu)：3</p><p>　　第二章 視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述4</p><p>　　2.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀4</p><p>　　2.1.

2、1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成：5</p><p>　　2.1.2本地數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)：5</p><p>　　2.1.3 遠程數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)7</p><p>　　2.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢8</p><p>　　第三章 TCP/IP協(xié)議9</p><p>　　3.1 TCP/IP協(xié)議的概念9<

3、/p><p>　　3.2 TCP/IP整體構(gòu)架概述10</p><p>　　3.3　TCP/IP協(xié)議的工作過程11</p><p>　　第四章 視頻信號壓縮技術(shù)13</p><p>　　4.1 數(shù)字視頻圖象信號的采集和壓縮13</p><p>　　4.1.1壓縮的發(fā)展及其標準：13</p>&

4、lt;p>　　4.2 視頻信號從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換14</p><p>　　4.3 系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)及其實現(xiàn)15</p><p>　　第五章 基于TCP/IP的小區(qū)無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計19</p><p>　　5.1 系統(tǒng)的概述19</p><p>　　5.2 系統(tǒng)方案的設(shè)計思想19</p><

5、;p>　　5.3 系統(tǒng)的構(gòu)成說明19</p><p>　　5.3.1 監(jiān)控前端19</p><p>　　5.3.2 監(jiān)控中心19</p><p>　　5.4 系統(tǒng)綜述20</p><p>　　第六章 總結(jié)與展望22</p><p><b>　　6.1 總結(jié)22</b>&

6、lt;/p><p><b>　　6.2 展望22</b></p><p><b>　　致謝23</b></p><p><b>　　參考文獻24</b></p><p><b>　　附錄25</b></p><p>　　摘 要：

7、視頻監(jiān)控系統(tǒng)是在安全防范技術(shù)的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的，但是隨著科學技術(shù)的發(fā)展，它已從單純用于安全防范系統(tǒng)擴展到越來越多的其它應用領(lǐng)域，它已成為當今大型企業(yè)、銀行、電力、通信等需要大量信息交流的部門生產(chǎn)和管理的必備系統(tǒng)。進入九十年代后，視頻監(jiān)控技術(shù)得到了長足的發(fā)展，隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬、計算機處理能力和存儲容量的大幅提高，尤其是各種實用視頻壓縮處理技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的發(fā)展，促進了遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展。本文在現(xiàn)有的視頻監(jiān)控技術(shù)基礎(chǔ)上，提

8、出了一種基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)方案。文中詳細闡述了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及涉及到的關(guān)鍵技術(shù).</p><p>　　關(guān) 鍵 詞：TCP/IP，遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，IP多播，視頻采集與壓縮。</p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　1.1 論文的目的及意義：</p><p>　　我寫這

9、篇論文的主要目的是了解基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本知識和相關(guān)技術(shù)，遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)代表著監(jiān)控行業(yè)未來的發(fā)展方向，它以數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)為載體，以實時或接近實時的方式直接進行遠程監(jiān)控，通過了解現(xiàn)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，可以為以后來改善或提高遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)奠定一定的基礎(chǔ)。</p><p>　　1.2 論文的目錄結(jié)構(gòu)：</p><p>　　這次的論文主要寫的是視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述以及發(fā)展趨

10、勢、TCP/IP的相關(guān)知識、視頻信號壓縮技術(shù)及基于TCP/IP的小區(qū)無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計等！當然這些都是現(xiàn)在很成熟的技術(shù)，雖然是參考的比較多，指導老師也給予我很大的幫助，但是這篇論文有些內(nèi)容還是有很大的不足，希望老師可以批評指正！我作為一名學生，只有通過不斷的學習前人總結(jié)的知識，才能為我以后的成長打好堅實的理論基礎(chǔ)。以下是我對基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的簡單認識！</p><p>　　第二章 視

11、頻監(jiān)控系統(tǒng)概述</p><p>　　2.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　在國內(nèi)外市場上，主要推出的是數(shù)字控制的模擬視頻監(jiān)控和數(shù)字視頻監(jiān)控兩類產(chǎn)品。前者技術(shù)發(fā)展已經(jīng)非常成熟、性能穩(wěn)定，并在實際工程應用中得到廣泛應用，特別是在大、中型視頻監(jiān)控工程中的應用尤為廣泛；后者是新近崛起的以計算機技術(shù)及圖像視頻壓縮為核心的新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)解決了模擬系統(tǒng)部分弊端而迅速崛起，但仍需

12、進一步完善和發(fā)展。目前，視頻監(jiān)控系統(tǒng)正處在數(shù)控模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)混合應用并將逐漸向數(shù)字系統(tǒng)過渡的階段。下面主要介紹數(shù)字控制的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng):（關(guān)于數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在2.1.2中會有詳細介紹）</p><p>　　1、數(shù)字信號控制的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)</p><p>　　數(shù)字信號控制的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為基于微處理器的視頻切換控制加PC機的多媒體管理和基于PC機實現(xiàn)對矩陣主機的切換控制及對系

13、統(tǒng)的多媒體管理兩種類型。</p><p>　　1-1、基于微處理器的視頻切換控制加PC機的多媒體管理類型。</p><p>　　80年代是微處理器的年代，視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用微處理器固件發(fā)展的矩陣切換器，將原來分散的全硬件視頻監(jiān)控系統(tǒng)微型集中化，如將視頻切換、對前端的控制等功能集合一起，一機處理，是技術(shù)上的一個突破。</p><p>　　自備微處理器的矩陣主機可通過PC

14、機的圖形管理軟件實現(xiàn)以下功能：</p><p>　?、賹我还ぷ髡局械囊曨l監(jiān)控、出入口控制、內(nèi)部通訊、報警等進行綜合全面控制（注：只能提供一個簡單的、可增強系統(tǒng)控制功能的用戶界面，但不能代替矩陣主機的安防配置和編程能力）；</p><p>　　②任意一臺工作站可通過網(wǎng)絡(luò)，控制其它工作站所連接的矩陣主機、報警設(shè)備，完成視頻切換、云臺、鏡頭控制及報警聯(lián)動等；</p><p

15、>　?、劭赏ㄟ^軟件實現(xiàn)對眾多矩陣主機和報警接口軟件模塊的控制。</p><p>　　1-2、基于PC機實現(xiàn)對矩陣主機的切換、控制和對系統(tǒng)的多媒體管理</p><p>　　基于PC機的視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用軟件設(shè)計，實現(xiàn)攝像機到監(jiān)視器的視頻矩陣切換，云臺和鏡頭的控制，通過串口連接報警設(shè)備的報警信息，并通過程序編程自動完成視頻切換、云臺控制、報警聯(lián)動、報警錄像等各項控制功能。系統(tǒng)能充分利用PC

16、機的資源，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)隨電腦技術(shù)的發(fā)展而不斷進步，同時其開放性的結(jié)構(gòu)特性更可使之與其它多種系統(tǒng)如與消防報警系統(tǒng)、出入口管理系統(tǒng)等實現(xiàn)互動集成。</p><p>　　1-3、數(shù)控模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)缺點</p><p>　　隨著微處理器、微機的功能、性能的增強和提高，多媒體技術(shù)的應用，系統(tǒng)在功能、性能、可靠性、結(jié)構(gòu)方式等方面都發(fā)生了很大的變化，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成更加方便靈活、與其它技術(shù)系統(tǒng)

17、的接口趨于規(guī)范，人機交互界面更為友好。但由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)中信息流的形態(tài)沒有變，仍為模擬的視頻信號，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要是一種單功能、單向、集總方式的信息采集網(wǎng)絡(luò)，介質(zhì)專用的特點，因此系統(tǒng)盡管已發(fā)展到很高的水平，已無太多潛力可挖，其局限性依然存在，要滿足更高的要求，數(shù)字化是必由之路。</p><p>　　2.1.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成：</p><p>　　系統(tǒng)主要由前端信號采集部分、主控臺部

18、分和遠端分控臺部分組成，其中主控臺部分是整個系統(tǒng)的核心，包括信號采集模塊、顯示模塊、壓縮模塊、記錄模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、前端控制模塊以及警情處理模塊組成。遠端分控臺主要包括視頻信號接收模塊與控制信號發(fā)送模塊。</p><p>　　2.1.2本地數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)： </p><p>　　90年代末，隨著多媒體技術(shù)、視頻壓縮編碼技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展、數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)迅速崛起，現(xiàn)今市場上有兩種

19、數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)類型，一種是以數(shù)字錄像設(shè)備為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，另一種是以嵌入式視頻Web服務器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p>　　1、 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng) 　</p><p>　　1-1、數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng)</p><p>　　數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng)通常分為兩類：一類是基于PC機組合的計算機多媒體工作方式；另一類是嵌入式數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng)。</p>&l

20、t;p>　?、?計算機多媒體方式的數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng)</p><p>　　數(shù)字視頻壓縮編碼技術(shù)日益成熟，計算機的普及化，為基于PC機的多媒體監(jiān)控創(chuàng)造了條件。這種新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的迅速崛起，部分地取代了以視頻矩陣圖像分割器、錄像機為核心，輔以其它傳送器的模擬視頻監(jiān)控模式，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在：</p><p>　　a、PC機的多媒體監(jiān)控主機綜合了視頻矩陣、圖像分割器、錄像機等的眾多功能，使

21、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大為簡化。</p><p>　　b、由于采用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)字多媒體遠程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控不受距離限制；</p><p>　　c、由于采用大容量磁盤陣列存盤器或光盤存儲器，可以節(jié)省大量的磁帶介質(zhì)，同時有利于系統(tǒng)實現(xiàn)多媒體信息查詢。</p><p>　　但隨著基于PC機的視頻監(jiān)控錄像系統(tǒng)的發(fā)展，在實際工程使用過程中，也暴露出一些不足，主要是系統(tǒng)工作的不穩(wěn)定性。<

22、/p><p>　　基于PC的視頻監(jiān)控錄像系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)為：兼容/工控PC機+視頻采集卡+普通/較可靠的操作平臺+應用軟件。從系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)來分析：</p><p><b>　　PC機</b></p><p>　　兼容PC機用于24小時不間斷工作時，其性能是不很穩(wěn)定的，工控PC機相對兼容PC機的穩(wěn)定性有一個檔次上的提高，適用于較復雜的工作環(huán)境；<

23、;/p><p><b>　　操作系統(tǒng)</b></p><p>　　以Windows 98為操作平臺的系統(tǒng)， Win98的穩(wěn)定性是有一定問題的，如果同時應用軟件又不是很規(guī)范，這樣就容易在使用過程中出現(xiàn)工作不穩(wěn)定、死機等問題，而基于PC機的視頻監(jiān)控錄像系統(tǒng)其軟件的實現(xiàn)是在Windows 95/98/NT、、Linux等通用操作系統(tǒng)上，同時系統(tǒng)文件、應用軟件和圖像文件都存儲在硬

24、盤上，視頻處理必須高密度輸入大量數(shù)據(jù)，同時硬盤要進行多工工作，普通的硬盤邏輯（如Windows的FAT32）已無法適應，以致極易產(chǎn)生系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，造成死機現(xiàn)象；</p><p><b>　　應用軟件</b></p><p>　　采用簡易應用軟件的系統(tǒng)是不能夠用于安防領(lǐng)域的，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用軟件能力上應支持多任務并發(fā)處理，如監(jiān)視、錄像、回放、備份、報警、控制、遠程連

25、接等的多工處理能力；</p><p><b>　　視頻采集卡</b></p><p>　　視頻監(jiān)控錄像系統(tǒng)通常均為多路輸入系統(tǒng)，視頻采集卡可采用多卡方式，也可采用單卡方式。一般說，單卡方式集成度高，穩(wěn)定性會優(yōu)于多卡方式，很多采用一路一卡的方式很容易形成硬件沖突，其穩(wěn)定性會有較大的影響。目前市場上也有部分為追求高幀數(shù)而設(shè)計采用多卡進行迭加的多路單卡設(shè)備，但其仍在計算機的

26、總線上進行傳輸、處理，不可能會有質(zhì)的飛躍。</p><p>　?、谇度敕绞降囊曨l監(jiān)控系統(tǒng)</p><p><b>　　嵌入式系統(tǒng)</b></p><p>　　嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心，軟硬件可裁減的，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積等綜合性嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)，亦即為監(jiān)控系統(tǒng)量體裁衣的專用計算機系統(tǒng)。</p><p

27、>　　嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應用軟件系統(tǒng)等組成，它是集軟硬件于一體的可獨立工作的“器件”。</p><p>　　嵌入式操作系統(tǒng)是一種實時的，支持嵌入式系統(tǒng)應用的操作系統(tǒng)軟件，它是嵌入式系統(tǒng)極為重要的組成部分，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動接口、通信協(xié)議、圖形界面、標準化瀏覽器等，嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實時高效性、硬件的相關(guān)依靠性、軟件固態(tài)化及應用的專

28、用性等方面具有較為突出的特點。</p><p><b>　　嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)缺點</b></p><p>　　a、 系統(tǒng)為專用系統(tǒng)，所以系統(tǒng)小，指令精簡，處理速度快；</p><p>　　b、 調(diào)用速度快，不會被改變，穩(wěn)定性好；</p><p>　　c、 系統(tǒng)處理實時性好，性能穩(wěn)定；</p><p>

29、;　　d、 文件管理系統(tǒng)更適合于大量的視頻數(shù)據(jù)；</p><p>　　e、 該類系統(tǒng)目前四路以上機型還較為少見；</p><p>　　f、 在網(wǎng)絡(luò)功能、音視頻同步等方面也難令人滿意。</p><p>　　1-2、嵌入式視頻Web服務器方式</p><p>　?、偾度胧揭曨lWeb服務器的主要原理視頻服務器內(nèi)置一個嵌入式Web服務器，采用嵌入式實

30、時多任務操作系統(tǒng)。攝像機送來的視頻信號數(shù)字化后由高效壓縮芯片壓縮，通過內(nèi)部總線送到內(nèi)置的Web服務器，網(wǎng)絡(luò)上用戶可以直接用瀏覽器觀看Web服務器上的攝像機圖像，授權(quán)用戶還可以控制攝像機、云臺、鏡頭的動作或?qū)ο到y(tǒng)配置進行操作。</p><p>　　由于把視頻壓縮和Web功能集中到一個體積很小的設(shè)備內(nèi)，可以直接連入局域網(wǎng)，達到即插即看，省掉多種復雜的電纜，安裝方便（僅需設(shè)置一個IP地址），用戶也無需安裝任何硬件設(shè)備，

31、僅用瀏覽器即可觀看。</p><p>　?、谇度胧揭曨lWeb服務器監(jiān)控系統(tǒng)與其它監(jiān)控系統(tǒng)的比較有如下特點：</p><p>　　a、布控區(qū)域廣闊 嵌入式視頻Web服務器監(jiān)控系統(tǒng)的Web服務器直接連入網(wǎng)絡(luò)，沒有線纜長度和信號衰減的限制，同時網(wǎng)絡(luò)是沒有距離概念的，徹底拋棄了地域的概念，擴展布控區(qū)域。</p><p>　　b、系統(tǒng)具有幾乎無限的無縫擴展能力 所有設(shè)備都以I

32、P地址進行標識，增加設(shè)備只是意味著IP地址的擴充。</p><p>　　c、可組成非常復雜的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò) 采用基于嵌入式Web服務器為核心的監(jiān)控系統(tǒng)，在組網(wǎng)方式上與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控和基于PC平臺的監(jiān)控方式有極大的不同，由于Web服務器輸出已完成模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換并壓縮，采用統(tǒng)一的協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，支持跨網(wǎng)關(guān)、跨路由器的遠程視頻傳輸。</p><p>　　d、性能穩(wěn)定可靠，無需專人管理 嵌入式Web

33、服務器實際上基于嵌入式電腦技術(shù)，采用嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)，又由于視頻壓縮和Web功能集中到一個體積很小的設(shè)備內(nèi)，直接連入局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，即插即看，系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性、可靠性大大提高，也無需專人管理，非常適合于無人值守的環(huán)境。</p><p>　　e、當監(jiān)控中心需要同時觀看較多個攝像機圖像時，對網(wǎng)絡(luò)帶寬就會有一定的要求。</p><p>　　2.1.3 遠程數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)</p

34、><p>　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)是在安全防范技術(shù)的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的，但是隨著科學技術(shù)的發(fā)展，它已從單純用于安全防范系統(tǒng)擴展到越來越多的其它應用領(lǐng)域。現(xiàn)在，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在各個領(lǐng)域都有著廣泛的應用，進入九十年代后，視頻監(jiān)控技術(shù)得到了長足的發(fā)展，隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬、計算機處理能力和存儲容量的大幅提高，尤其是各種實用視頻壓縮處理技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的發(fā)展，促進了遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展。 </p><p&

35、gt;　　遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)代表著監(jiān)控行業(yè)未來的發(fā)展方向，它以數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)為載體，以實時或接近實時的方式直接進行遠程監(jiān)控。與本地監(jiān)控系統(tǒng)相比，遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有如下優(yōu)點： </p><p>　?。?）利用計算機和現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)，極大的擴展了監(jiān)控范圍，并且在遠程監(jiān)控的基礎(chǔ)上進行了擴充，可以實現(xiàn)多個監(jiān)控中心對同一監(jiān)控點進行同步監(jiān)控。 </p><p>　?。?）監(jiān)控系統(tǒng)的智能化程度增強，在現(xiàn)實應

36、用中更加方便實用，能控制其他設(shè)備，能自動檢測各種特定的與設(shè)備運行有關(guān)的事件，如報警事件等。 </p><p>　　（3）采用先進的圖像語音壓縮技術(shù)。壓縮方法附合國際標準，便于系統(tǒng)間互操作。 </p><p>　?。?）可以與無線通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，警情可以通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給值班人員，真正實現(xiàn)無人值守。</p><p>　　2.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢</p>

37、;<p>　　當前在國內(nèi)外市場上，前端設(shè)備一體化、視頻圖像處理數(shù)字化和智能化、監(jiān)控傳輸網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)集成化是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。而數(shù)字化和智能化是網(wǎng)絡(luò)化的前提，網(wǎng)絡(luò)化又是系統(tǒng)集成化的基礎(chǔ)，系統(tǒng)集成化的發(fā)展將賦予視頻監(jiān)控系統(tǒng)更為廣闊的應用空間。</p><p>　　數(shù)字化是21世紀的特征，是以信息技術(shù)為核心的電子技術(shù)發(fā)展的必然，數(shù)字化是邁向成長的通行證，隨著時代的發(fā)展，我們的生存環(huán)境將變得越來越

38、數(shù)字化。</p><p>　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化首先應該是系統(tǒng)中信息流（包括視頻、音頻、控制等）從模擬狀態(tài)轉(zhuǎn)為數(shù)字狀態(tài)，根本上改變視頻監(jiān)控系統(tǒng)從信息采集、數(shù)據(jù)處理、傳輸、系統(tǒng)控制等的方式和結(jié)構(gòu)形式。信息流的數(shù)字化、編碼壓縮、開放式的協(xié)議，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)與安防系統(tǒng)中其它各子系統(tǒng)間實現(xiàn)無縫連接，并在統(tǒng)一的操作平臺上實現(xiàn)管理和控制，這也是系統(tǒng)集成化的含義。</p><p>　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)

39、絡(luò)化意味著系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將由集總式向集散式系統(tǒng)過渡。 集散式系統(tǒng)采用多層分級的結(jié)構(gòu)形式，具有微內(nèi)核技術(shù)的實時多任務、多用戶、分布式操作系統(tǒng)以實現(xiàn)搶先任務調(diào)度算法的快速響應。組成集散式監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟件采用標準化、模塊化和系列化的設(shè)計，系統(tǒng)設(shè)備的配置具有通用性強、開放性好、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便、人機界面友好以及系統(tǒng)安裝、調(diào)試和維修簡單化，系統(tǒng)運行互為熱備份，容錯可靠等優(yōu)點。監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化將使整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件和軟件資源的共

40、享以及任務和負載的共享，這也是系統(tǒng)集成的一個重要概念。</p><p>　　系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化在某種程度上打破了布控區(qū)域和設(shè)備擴展的地域和數(shù)量界限。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化將使整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件和軟件資源的共享以及任務和負載的共享，這也是系統(tǒng)集成的一個重要概念。</p><p>　　第三章 TCP/IP協(xié)議</p><p>　　3.1 TCP/IP協(xié)議的概念</p>&

41、lt;p>　　TCP/IP協(xié)議叫做傳輸控制/網(wǎng)際協(xié)議，它是Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。TCP/IP是網(wǎng)絡(luò)中使用的基本的通信協(xié)議。</p><p>　　雖然從名字上看TCP/IP包括兩個協(xié)議，傳輸控制協(xié)議（TCP）和網(wǎng)際協(xié)議（IP），但TCP/IP實際上是一組協(xié)議，它包括上百個各種功能的協(xié)議，如：遠程登錄、文件傳輸和電子郵件等，而TCP協(xié)議和IP協(xié)議是保證數(shù)據(jù)完整傳輸?shù)膬蓚€基本的重要協(xié)議。通常說TCP

42、/IP是Internet協(xié)議族，而不單單是TCP和IP。以下主要介紹IP協(xié)議和TCP協(xié)議：</p><p>　　1.1 網(wǎng)間協(xié)議IP </p><p>　　Internet 上使用的一個關(guān)鍵的底層協(xié)議是網(wǎng)際協(xié)議，通常稱IP協(xié)議。我們利用一個共同遵守的通信協(xié)議，從而使 Internet 成為一個允許連接不同類型的計算機和不同操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。要使兩臺計算機彼此之間進行通信，必須使兩臺計算機使用

43、同一種"語言"。通信協(xié)議正像兩臺計算機交換信息所使用的共同語言，它規(guī)定了通信雙方在通信中所應共同遵守的約定。 </p><p>　　計算機的通信協(xié)議精確地定義了計算機在彼此通信過程的所有細節(jié)。例如，每臺計算機發(fā)送的信息格式和含義，在什么情況下應發(fā)送規(guī)定的特殊信息，以及接收方的計算機應做出哪些應答等等。 </p><p>　　網(wǎng)際協(xié)議IP協(xié)議提供了能適應各種各樣網(wǎng)絡(luò)硬件的

44、靈活性，對底層網(wǎng)絡(luò)硬件幾乎沒有任何要求，任何一個網(wǎng)絡(luò)只要可以從一個地點向另一個地點傳送二進制數(shù)據(jù)，就可以使用IP協(xié)議加入 Internet 了。 </p><p>　　如果希望能在 Internet 上進行交流和通信，則每臺連上 Internet 的計算機都必須遵守IP協(xié)議。為此使用 Internet 的每臺計算機都必須運行IP軟件，以便時刻準備發(fā)送或接收信息。 </p><p>　　IP

45、協(xié)議對于網(wǎng)絡(luò)通信有著重要的意義：網(wǎng)絡(luò)中的計算機通過安裝IP軟件，使許許多多的局域網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了一個龐大而又嚴密的通信系統(tǒng)。從而使 Internet 看起來好像是真實存在的，但實際上它是一種并不存在的虛擬網(wǎng)絡(luò)，只不過是利用IP協(xié)議把全世界上所有愿意接入 Internet 的計算機局域網(wǎng)絡(luò)連接起來，使得它們彼此之間都能夠通信。 </p><p>　　1.2 傳輸控制協(xié)議TCP </p><p>　

46、　盡管計算機通過安裝IP軟件，從而保證了計算機之間可以發(fā)送和接收資料，但IP協(xié)議還不能解決資料分組在傳輸過程中可能出現(xiàn)的問題。因此，若要解決可能出現(xiàn)的問題，連上 Internet 的計算機還需要安裝TCP協(xié)議來提供可靠的并且無差錯的通信服務。 </p><p>　　TCP協(xié)議被稱作一種端對端協(xié)議。這是因為它為兩臺計算機之間的連接起了重要作用：當一臺計算機需要與另一臺遠程計算機連接時，TCP協(xié)議會讓它們建立一個連接

47、、發(fā)送和接收資料以及終止連接。 </p><p>　　傳輸控制協(xié)議TCP協(xié)議利用重發(fā)技術(shù)和擁塞控制機制，向應用程序提供可靠的通信連接，使它能夠自動適應網(wǎng)上的各種變化。即使在 Internet 暫時出現(xiàn)堵塞的情況下，TCP也能夠保證通信的可靠。 </p><p>　　眾所周知， Internet 是一個龐大的國際性網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)上的擁擠和空閑時間總是交替不定的，加上傳送的距離也遠近不同，所以傳輸

48、資料所用時間也會變化不定。TCP協(xié)議具有自動調(diào)整"超時值"的功能，能很好地適應 Internet 上各種各樣的變化，確保傳輸數(shù)值的正確。 </p><p>　　因此，從上面我們可以了解到：IP協(xié)議只保證計算機能發(fā)送和接收分組資料，而TCP協(xié)議則可提供一個可靠的、可流控的、全雙工的信息流傳輸服務。 </p><p>　　綜上所述，雖然IP和TCP這兩個協(xié)議的功能不盡相同，

49、也可以分開單獨使用，但它們是在同一時期作為一個協(xié)議來設(shè)計的，并且在功能上也是互補的。只有兩者的結(jié)合，才能保證 Internet 在復雜的環(huán)境下正常運行。凡是要連接到 Internet 的計算機，都必須同時安裝和使用這兩個協(xié)議，因此在實際中常把這兩個協(xié)議統(tǒng)稱作TCP/IP協(xié)議。</p><p>　　3.2 TCP/IP整體構(gòu)架概述</p><p>　　TCP/IP協(xié)議并不完全符合OSI的七

50、層參考模型。傳統(tǒng)的開放式系統(tǒng)互連參考模型，是一種通信協(xié)議的7層抽象的參考模型,其中每一層執(zhí)行某一特定任務。該模型的目的是使各種硬件在相同的層次上相互通信。這7層是:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。而TCP/IP通訊協(xié)議采用了4層的層級結(jié)構(gòu)，每一層都呼叫它的下一層所提供的網(wǎng)絡(luò)來完成自己的需求。這4層分別為： </p><p>　　應用層：應用程序間溝通的層，如簡單電子郵件傳輸（SMTP）

51、、文件傳輸協(xié)議（FTP）、網(wǎng)絡(luò)遠程訪問協(xié)議（Telnet）等。 </p><p>　　傳輸層：在此層中，它提供了節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳送服務，如傳輸控制協(xié)議（TCP）、用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）等，TCP和UDP給數(shù)據(jù)包加入傳輸數(shù)據(jù)并把它傳輸?shù)较乱粚又?，這一層負責傳送數(shù)據(jù)，并且確定數(shù)據(jù)已被送達并接收。 </p><p>　　互連網(wǎng)絡(luò)層：負責提供基本的數(shù)據(jù)封包傳送功能，讓每一塊數(shù)據(jù)包都能夠到達目的主機

52、（但不檢查是否被正確接收），如網(wǎng)際協(xié)議（IP）。 </p><p>　　網(wǎng)絡(luò)接口層：對實際的網(wǎng)絡(luò)媒體的管理，定義如何使用實際網(wǎng)絡(luò)來傳送數(shù)據(jù)。 </p><p>　　3.3　TCP/IP協(xié)議的工作過程</p><p><b>　　1：IP</b></p><p>　　網(wǎng)際協(xié)議IP是TCP/IP的心臟，也是網(wǎng)絡(luò)層中最重要的協(xié)

53、議。 </p><p>　　IP層接收由更低層（網(wǎng)絡(luò)接口層例如以太網(wǎng)設(shè)備驅(qū)動程序）發(fā)來的數(shù)據(jù)包，并把該數(shù)據(jù)包發(fā)送到更高層TCP或UDP層；相反，IP層也把從TCP或UDP層接收來的數(shù)據(jù)包傳送到更低層。</p><p><b>　　2：TCP</b></p><p>　　如果IP數(shù)據(jù)包中有已經(jīng)封好的TCP數(shù)據(jù)包，那么IP將把它們向‘上’傳送到TC

54、P層。TCP將包排序并進行錯誤檢查，同時實現(xiàn)虛電路間的連接。TCP數(shù)據(jù)包中包括序號和確認，所以未按照順序收到的包可以被排序，而損壞的包可以被重傳。</p><p><b>　　3：UDP </b></p><p>　　UDP與TCP位于同一層，但對于數(shù)據(jù)包的順序錯誤或重發(fā)。因此，UDP不被應用于那些使用虛電路的面向連接的服務，UDP主要用于那些面向查詢---應答的服務

55、，這些服務需要交換的信息量較小。使用UDP的服務包括NTP（網(wǎng)落時間協(xié)議）和DNS（DNS也使用TCP）。 </p><p>　　欺騙UDP包比欺騙TCP包更容易，因為UDP沒有建立初始化連接，也就是說，與UDP相關(guān)的服務面臨著更大的危險。</p><p><b>　　4：ICMP </b></p><p>　　ICMP與IP位于同一層，它被用

56、來傳送IP的的控制信息。它主要是用來提供有關(guān)通向目的地址的路徑信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主機通向其他系統(tǒng)的更準確的路徑，Unreachable’信息則指出路徑有問題。另外，如果路徑不可用了，ICMP可以使TCP連接‘體面地’終止。PING是最常用的基于ICMP的服務 5. TCP和UDP的端口結(jié)構(gòu) </p><p>　　TCP和UDP服務通常有一個客戶/服務器的關(guān)系，例如，一個Telne

57、t服務進程開始在系統(tǒng)上處于空閑狀態(tài)，等待著連接。用戶使用Telnet客戶程序與服務進程建立一個連接?？蛻舫绦蛳蚍者M程寫入信息，服務進程讀出信息并發(fā)出響應，客戶程序讀出響應并向用戶報告。因而，這個連接是雙工的，可以用來進行讀寫。</p><p>　　兩個系統(tǒng)間的多重Telnet連接是如何相互確認并協(xié)調(diào)一致呢？TCP或UDP連接唯一地使用每個信息中的如下四項進行確認： </p><p>　　

58、源IP地址 發(fā)送包的IP地址。 </p><p>　　目的IP地址 接收包的IP地址。 </p><p>　　源端口 源系統(tǒng)上的連接的端口。 </p><p>　　目的端口 目的系統(tǒng)上的連接的端口。 </p><p>　　端口是一個軟件結(jié)構(gòu)，被客戶程序或服務進程用來發(fā)送和接收信息。一個端口對應一個16比特的數(shù)。服務進程通常使用一個固定的端口，

59、因為在建立與特定的主機或服務的連接時，需要這些地址和目的地址進行通訊。 </p><p>　　第四章 視頻信號壓縮技術(shù)</p><p>　　4.1 數(shù)字視頻圖象信號的采集和壓縮 </p><p>　　由攝象機、錄象機、激光視盤機采集的視頻信號或接收電視臺發(fā)射的視頻信號, 經(jīng)過視頻采集卡(視卡)的數(shù)字化處理和硬件壓縮后存儲在硬盤或光盤上, 形成數(shù)字視頻信號. &l

60、t;/p><p>　　視頻圖象數(shù)據(jù)壓縮是根據(jù)兩個基本事實來實現(xiàn)的. 一個是圖象數(shù)據(jù)中有許多重復的數(shù)據(jù), 使用數(shù)學方法來表示這些數(shù)據(jù), 就可以減少存儲空間, 基于這個事實的壓縮就是無損壓縮. 第二個事實是人的眼睛對圖象細節(jié)和顏色的分辨能力有限, 把超過人的分辨力的信息去掉, 也能達到數(shù)據(jù)壓縮的目的, 基于這個事實的壓縮就是有損壓縮.</p><p>　　4.1.1壓縮的發(fā)展及其標準：</p

61、><p>　　傳統(tǒng)的壓縮編碼是建立在香農(nóng)（Shannon）信息論基礎(chǔ)上的，它以經(jīng)典的集合論為基礎(chǔ)，用統(tǒng)計概率模型來描述信源，但它未考慮信息接受者的主觀特性及事件本身的具體含義、重要程度和引起的后果。因此，壓縮編碼的發(fā)展歷程實際上是以香農(nóng)信息論未出發(fā)點，不斷完善的過程。從不同角度考慮，數(shù)據(jù)壓縮縮碼具有不同的分類方式。</p><p>　　1 按信源的統(tǒng)計特性可分為預測編碼、變換編碼、矢量量化編碼

62、、子帶－小波編碼、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編碼方法等；</p><p>　　2 數(shù)眼的視覺特性可能基于方向濾波的圖像編碼、基于圖像輪廓－紋理的編碼方法等；</p><p>　　3 按圖像傳遞的景物特性可分為分形編碼、基于內(nèi)容的編碼方法等。</p><p>　　為了更好的促進互操作性，視頻壓縮編解碼開始進入標準化階段。目前，制定標準的組織包括國際電信聯(lián)盟（ITU）、美國AMSI委員會

63、電信委員會、電信工業(yè)聯(lián)合會（TIA）、歐洲電信標準機構(gòu)（ETSI）、日本電信技術(shù)委員會（TIC）、美國電器電子工程師學會（IEEE）和國際標準化組織（ISO）等。</p><p>　　隨著產(chǎn)業(yè)化活動的進一步開展，國際標準化組織于1986年、1998年先后成立了聯(lián)合圖片專家組JPEG和運動圖像壓縮編碼組織MPEG。GPEG專家組主要致力于靜態(tài)圖像的幀內(nèi)壓縮編碼標準ISO/IEC 10918的制定；MPEG專家組主要

64、致力于運動圖像壓縮編碼標準的制定。經(jīng)過專家組不懈的努力，基于第一代壓縮編碼方法（如預測編碼、變換編碼、熵編碼及運動補償?shù)龋┑娜N壓縮編碼國際標準正式編輯出版了：</p><p>　　1 JPEG， 即靜態(tài)圖像壓縮編碼標準；</p><p>　　2 MPEG-1，即數(shù)字聲像儲存壓縮編碼標準；</p><p>　　3 MPEG-2，即通用視頻圖像壓縮編碼標準。<

65、/p><p>　　隨后，MPEG專家組于1999年2月正式公布了MPEG-4（ISO/IEC14496）V1.0版本。同年底MPEG-4 V2.0版本亦告底定，且于2000年年初正式成為國際標準。MPEG-4標準將眾多的多媒體應用集成于一個完整的框架內(nèi)，旨在為多媒體通信及應用環(huán)境提供標準的算法及工具，從而建立起一種能被多媒體傳輸、存儲、檢索等應用普通采用的統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，并根據(jù)不同的應用需求，現(xiàn)場配置解碼器，開放的編碼

66、系統(tǒng)也可隨時加入新的有效的算法模塊。為了支持對視頻內(nèi)容的訪問，MPEG-4提出了“視頻對象”的概念， </p><p>　　目前，又推出了專門支持多媒體信息基于內(nèi)容檢索的編碼方案MPEG-7，以及多媒體框架標準MPEG-21</p><p>　　另外，由ITU-T和MPEG聯(lián)合開發(fā)的新標準H.264是最新的視頻編碼算法。為了降低碼率，獲得盡可能更好圖像質(zhì)量，H.264標準吸取了MPEG-4

67、的長處，克服了以前標準的弱點的視頻編碼算法，具有更高的壓縮比、更好的信道適應性，必將在數(shù)字視頻的通信和存儲領(lǐng)域得到越來越廣泛的應用，其發(fā)展?jié)摿Σ豢上蘖俊?</p><p>　　4.2 視頻信號從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換</p><p>　　模擬信號是一種振幅隨時間連續(xù)變化的信號，它的特點是能真實地反映自然界的本質(zhì)問題，但不易控制，一對導線只能傳輸一種信號。把模擬變化的信號轉(zhuǎn)換為不連續(xù)的數(shù)字信號

68、（或稱脈沖信號）是多路傳輸?shù)募夹g(shù)基礎(chǔ) 。</p><p>　　因此首先要解決的問題是把模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字（簡稱A/D變換），A/D轉(zhuǎn)換有三個步驟：采樣、量化和編碼。</p><p>　　1：采樣—根據(jù)信息論原理，一個頻率為fs的正弦波連續(xù)信號的信息量完全包含在頻率為其2倍的不連續(xù)的脈沖信號中，即fp（脈沖頻率）=2fs。如果要把20Hz~20KHz范圍的模擬音頻信號變換為不連續(xù)的脈沖信號（二進

69、制數(shù)字信號），那么脈沖采樣頻率至少應為40KHz（模擬信號中最高頻率的2倍</p><p>　　2：量化—模擬信號采樣后需解決采樣點信號幅度的讀出問題。把連續(xù)變化的信號振幅按一定的級差精度讀出采樣點信號振幅的數(shù)據(jù)稱為“量化”。為適應數(shù)字電路的需要，讀出方法一般采用二進制方法。</p><p>　　3：編碼—編碼是對每一量級分配唯一的數(shù)字碼，并確定與輸入信號相對應的代碼。最普通的碼制是二進制

70、，它有2n個量級（n為位數(shù)）,可依次逐個編號。模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法很多，從轉(zhuǎn)換原理來分可分為直接法和間接法兩大類。 </p><p>　　4.3 系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)及其實現(xiàn)</p><p>　　系統(tǒng)涉及到的關(guān)鍵技術(shù)有IP多播技術(shù)、圖像壓縮技術(shù)、串口通信技術(shù)等，在此主要介紹圖象壓縮技術(shù)和IP多播技術(shù)（IP多播技術(shù)一并給出其編程實現(xiàn)（詳見附錄））。</p><p>　　1:

71、 圖象壓縮技術(shù)</p><p>　　圖像壓縮是指以較少的比特有損或無損地表示原來的像素矩陣的技術(shù),也稱圖像編碼.</p><p>　　圖像數(shù)據(jù)之所以能被壓縮，就是因為數(shù)據(jù)中存在著冗余。圖像數(shù)據(jù)的冗余主要表現(xiàn)為：圖像中相鄰像素間的相關(guān)性引起的空間冗余；圖像序列中不同幀之間存在相關(guān)性引起的時間冗余；不同彩色平面或頻譜帶的相關(guān)性引起的頻譜冗余。數(shù)據(jù)壓縮的目的就是通過去除這些數(shù)據(jù)冗余來減少表示數(shù)

72、據(jù)所需的比特數(shù)。由于圖像數(shù)據(jù)量的龐大,在存儲、傳輸、處理時非常困難,因此圖像數(shù)據(jù)的壓縮就顯得非常重要。</p><p>　　信息時代帶來了“信息爆炸”，使數(shù)據(jù)量大整，因此，無論傳輸或存儲都需要對數(shù)據(jù)進行有效的壓縮 圖像壓縮是數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)在數(shù)字圖像上的應用，它的目的是減少圖像數(shù)據(jù)中的冗余信息從而用更加高效的格式存儲和傳輸數(shù)據(jù)。</p><p>　　圖像壓縮可以是有損數(shù)據(jù)壓縮也可以是無

73、損數(shù)據(jù)壓縮。對于如繪制的技術(shù)圖、圖表或者漫畫優(yōu)先使用無損壓縮，這是因為有損壓縮方法，尤其是在低的位速條件下將會帶來壓縮失真。如醫(yī)療圖像或者用于存檔的掃描圖像等這些有價值的內(nèi)容的壓縮也盡量選擇無損壓縮方法。有損方法非常適合于自然的圖像，例如一些應用中圖像的微小損失是可以接受的（有時是無法感知的），這樣就可以大幅度地減小位速。</p><p>　　圖像壓縮編碼技術(shù)可以追溯到1948年提出的電視信號數(shù)字化，到今天已經(jīng)有

74、50多年的歷史了[1]。在此期間出現(xiàn)了很多種圖像壓縮編碼方法，特別是到了80年代后期以后，由于小波變換理論，分形理論，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論，視覺仿真理論的建立，圖像壓縮技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展，其中分形圖像壓縮和小波圖像壓縮是當前研究的熱點。</p><p>　　以下主要介紹圖像壓縮和小波圖像壓縮:</p><p>　　(1)． 分形圖像壓縮的原理</p><p>　　

75、分形壓縮主要利用自相似的特點，通過迭代函數(shù)系統(tǒng)實現(xiàn)。其理論基礎(chǔ)是迭代函數(shù)系統(tǒng)定理和拼貼定理。</p><p>　　分形圖像壓縮把原始圖像分割成若干個子圖像，然后每一個子圖像對應一個迭代函數(shù)，子圖像以迭代函數(shù)存儲，迭代函數(shù)越簡單，壓縮比也就越大。同樣解碼時只要調(diào)出每一個子圖像對應的迭代函數(shù)反復迭代，就可以恢復出原來的子圖像，從而得到原始圖像。</p><p>　　(2)．幾種主要分形圖像編碼

76、技術(shù) </p><p>　　隨著分形圖像壓縮技術(shù)的發(fā)展，越來越多的算法被提出，基于分形的不同特征，可以分成以下幾種主要的分形圖像編碼方法。</p><p><b>　　a:尺碼編碼方法</b></p><p>　　尺碼編碼方法是基于分形幾何中利用小尺度度量不規(guī)則曲線長度的方法，類似于傳統(tǒng)的亞取樣和內(nèi)插方法，其主要不同之處在于尺度編碼方法中引入了

77、分形的思想，尺度 隨著圖像各個組成部分復雜性的不同而改變。</p><p>　　b:迭代函數(shù)系統(tǒng)方法</p><p>　　迭代函數(shù)系統(tǒng)方法是目前研究最多、應用最廣泛的一種分形壓縮技術(shù)，它是一種人機交互的拼貼技術(shù)，它基于自然界圖像中普遍存在的整體和局部自相關(guān)的特點，尋找這種自相關(guān)映射關(guān)系的表達式，即仿射變換，并通過存儲比原圖像數(shù)據(jù)量小的仿射系數(shù)，來達到壓縮的目的。如果尋得的仿射變換簡單而有效

78、，那么迭代函數(shù)系統(tǒng)就可以達到極高的壓縮比。</p><p>　　(3)．分形圖像壓縮的前景</p><p>　　雖然分形圖像壓縮在圖像壓縮領(lǐng)域還不占主導地位，但是分形圖像壓縮既考慮局部與局部，又考慮局部與整體的相關(guān)性，適合于自相似或自仿射的圖像壓縮，而自然界中存在大量的自相似或自仿射的幾何形狀，因此它的適用范圍很廣。</p><p>　　2: 小波變換圖像壓縮<

79、;/p><p>　　(1) 小波變換圖像壓縮原理</p><p>　　小波變換用于圖像編碼的基本思想就是把圖像根據(jù)Mallat塔式快速小波變換算法進行多分辨率分解。其具體過程為：首先對圖像進行多級小波分解，然后對每層的小波系數(shù)進行量化，再對量化后的系數(shù)進行編碼。小波圖像壓縮是當前圖像壓縮的熱點之一，已經(jīng)形成了基于小波變換的國際壓縮標準，如MPEG-4標準，及如上所述的JPEG2000標準。 &

80、lt;/p><p>　　(2)．小波變換圖像壓縮的發(fā)展現(xiàn)狀及前景</p><p>　　目前3個最高等級的小波圖像編碼分別是嵌入式小波零樹圖像編碼（EZW），分層樹中分配樣本圖像編碼（SPIHT）和可擴展圖像壓縮編碼（EBCOT）。</p><p>　　a: EZW編碼器 </p><p>　　1993年，Shapiro引入了小波“零樹”的概念，通

81、過定義POS、NEG、IZ和ZTR四種符號進行空間小波樹遞歸編碼，有效地剔除了對高頻系數(shù)的編碼，極大地提高了小波系數(shù)的編碼效率。此算法采用漸進式量化和嵌入式編碼模式，算法復雜度低。EZW算法打破了信息處理領(lǐng)域長期篤信的準則：高效的壓縮編碼器必須通過高復雜度的算法才能獲得，因此EZW編碼器在數(shù)據(jù)壓縮史上具有里程碑意義。</p><p>　　b: EBCOT編碼器 </p><p>　　優(yōu)化截

82、斷點的嵌入塊編碼方法（EBCOT）首先將小波分解的每個子帶分成一個個相對獨立的碼塊，然后使用優(yōu)化的分層截斷算法對這些碼塊進行編碼，產(chǎn)生壓縮碼流，結(jié)果圖像的壓縮碼流不僅具有SNR可擴展而且具有分辨率可擴展，還可以支持圖像的隨機存儲。比較而言，EBCOT算法的復雜度較EZW和SPIHT有所提高，其壓縮性能比SPIHT略有提高。</p><p>　　小波圖像壓縮被認為是當前最有發(fā)展前途的圖像壓縮算法之一。小波圖像壓縮的

83、研究集中在對小波系數(shù)的編碼問題上。在以后的工作中，應充分考慮人眼視覺特性，進一步提高壓縮比，改善圖像質(zhì)量。并且考慮將小波變換與其他壓縮方法相結(jié)合。例如與分形圖像壓縮相結(jié)合是當前的一個研究熱點。</p><p>　　c: SPIHT編碼器 </p><p>　　由Said和Pearlman提出的分層小波樹集合分割算法（SPIHT）則利用空間樹分層分割方法，有效地減小比特面上編碼符號集的規(guī)模。

84、同EZW相比，SPIHT算法構(gòu)造了兩種不同類型的空間零樹，更好地利用了小波系數(shù)的幅值衰減規(guī)律。同EZW編碼器一樣，SPIHT編碼器的算法復雜度低，產(chǎn)生的也是嵌入式比特流，但編碼器的性能較EZW有很大的提高。</p><p>　　2： IP多播技術(shù) </p><p>　　傳統(tǒng)的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)都是點對點通信，如果監(jiān)控方有多臺主機希望同時接收到監(jiān)控數(shù)據(jù)，則只能通過系統(tǒng)前端向監(jiān)控方主機逐一發(fā)送監(jiān)

85、控數(shù)據(jù)，這就對網(wǎng)絡(luò)帶寬提出了更高的要求。采用廣播（Broadcasting）又極易造成網(wǎng)絡(luò)帶寬的大幅占用，使原本不足的帶寬資源更加匱乏，影響了整個網(wǎng)絡(luò)的通信效率。IP多播技術(shù)是目前能最大限度的利用帶寬資源的一種有效方法，并且已經(jīng)得到了諸如IBM、Microsoft、HP、AT&T等眾多廠商的支持。 </p><p>　　多播也稱為“多點傳送”（Multicast）或“組播”。在IP協(xié)議下，多播是廣播的一種

86、變形。IP多播要求對收發(fā)數(shù)據(jù)感興趣的所有主機加入到一個特定的主機組。主機組是指能夠接收發(fā)往一個特定多播組地址數(shù)據(jù)的主機集合。另外，主機組中的成員可隨時加入或離開主機組。而且一個“主機組”可以在一個物理網(wǎng)絡(luò)上，也可以跨越多個物理網(wǎng)絡(luò)，即多播既可以用于局域網(wǎng)，也可以用于廣域網(wǎng)。IP多播要求有底層物理網(wǎng)絡(luò)硬件的支持，支持IP多播的硬件技術(shù)為多播保留了一組硬件地址，多播的每一組從中選取一個作為本組的多播地址，然后對組內(nèi)各機器的硬件接口進行配置，

87、使它們能識別該地址。IP多播地址即是IP地址中的D類地址，其范圍為：224.0.0.0～239.255.255.255。每一個“主機組”都擁有一個惟一的多播地址。IP多播雖然和廣播一樣也是一對多的傳送方式，但接收端往往不是一個局域網(wǎng)內(nèi)的所有主機，而是那些對收發(fā)數(shù)據(jù)感興趣的主機，傳輸端通過一次傳輸就可以將信息同時傳送到一組接收者。因此，采用IP多播技術(shù)可以有效地減輕網(wǎng)絡(luò)負擔，避免網(wǎng)絡(luò)資源的浪費。此外，由于IP多播技術(shù)擁有一臺主機可以同時加

88、入一個或多個多播組的特點，可以實現(xiàn)</p><p>　　采用這種方法實現(xiàn)遠程視頻可以成功解決視頻信號的網(wǎng)絡(luò)傳輸問題，通過IP多播技術(shù)所獲得的數(shù)據(jù)質(zhì)量比較穩(wěn)定，無論存盤后播放還是實時播放，其圖像質(zhì)量都令人滿意，可以達到25幀/秒以上。另外，系統(tǒng)主要采用軟件實現(xiàn)，可以方便的升級換代，而起系統(tǒng)組建靈活，成本較低，非常適合家庭監(jiān)控或小區(qū)監(jiān)控等較小場合的監(jiān)控應用。</p><p>　　第五章 基于

89、TCP/IP的小區(qū)無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計</p><p>　　5.1 系統(tǒng)的概述</p><p>　　本系統(tǒng)利用視頻編解碼器來采集視頻圖像，在通過無線網(wǎng)絡(luò)或有線傳輸方式將各種信息傳送到監(jiān)控中心處理。監(jiān)控中心使用監(jiān)控軟件，實現(xiàn)小區(qū)視頻監(jiān)控圖及其它信息的顯示、分析、統(tǒng)計與處理，及時產(chǎn)生告警信息。整個系統(tǒng)采用無線數(shù)據(jù)傳輸，無需鋪設(shè)通訊線路，組網(wǎng)費用低廉，適用于監(jiān)控點分散、數(shù)量多、不易鋪設(shè)線纜

90、的環(huán)境。方案為模數(shù)結(jié)合的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠代表當今視頻監(jiān)控領(lǐng)域先進、穩(wěn)妥的解決方案，能夠達到安全監(jiān)控管理的目的</p><p>　　5.2 系統(tǒng)方案的設(shè)計思想</p><p>　　考慮到本系統(tǒng)中監(jiān)控前端距控制中心較遠且利用光纖傳輸不便，所以利用無線擴頻（PROIXM）設(shè)備確保視距的可靠通信。小區(qū)幾個監(jiān)控點各放置一個視頻編碼器和無線微波設(shè)備（AP），天線采用定向天線；監(jiān)控中心也放置一個無線微波

91、設(shè)備（AP）天線采用全向天線。這樣監(jiān)控中心無線信號能夠可以覆蓋整個小區(qū)。各監(jiān)控點前端天線掛高要保證與監(jiān)控中心可視。</p><p>　　5.3 系統(tǒng)的構(gòu)成說明</p><p>　　該系統(tǒng)主要由監(jiān)控前端和監(jiān)控中心兩個大的部分組成</p><p>　　5.3.1 監(jiān)控前端</p><p>　　前端設(shè)備有網(wǎng)絡(luò)視頻服務器(QU1600)和無線設(shè)備

92、（AP）。攝像機的視頻信號直接通過網(wǎng)絡(luò)視頻服務器與無線網(wǎng)絡(luò)直接連接，云臺解碼器的信號也可以通過網(wǎng)絡(luò)視頻服務器直接傳送到網(wǎng)絡(luò)上。天線根據(jù)現(xiàn)場實地環(huán)境進行安裝。</p><p>　　5.3.2 監(jiān)控中心 </p><p>　　監(jiān)控中心配備一臺服務器，安裝服務器端的軟件，包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。服務器將所有前端網(wǎng)絡(luò)視頻服務器及前端監(jiān)控設(shè)備管理起來，并維護同它們的網(wǎng)絡(luò)連接；同時，對所有網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)控工作站的

93、用戶實現(xiàn)授權(quán)管理，所有用戶可通過局域網(wǎng)上任一臺計算機登錄到服務器系統(tǒng)，根據(jù)不同權(quán)限對圖像進行監(jiān)視、查詢、錄像回放等。 </p><p>　　服務器軟件安裝完成后，系統(tǒng)自動配置錄像資料的存儲路徑，用戶可根據(jù)需要使用服務器端的管理軟件修改配置，系統(tǒng)支持錄像資料的分布式存儲，為大容量的存儲提供了可能。 </p><p>　　在監(jiān)控中心可設(shè)置一臺監(jiān)控工作站，監(jiān)控工作站作為系統(tǒng)管理員用戶，對系統(tǒng)中的

94、設(shè)備和用戶進行管理，包括錄像數(shù)據(jù)維護和管理。工作站與投影儀連接可用于監(jiān)控或系統(tǒng)演示。 </p><p>　　根據(jù)需要可在監(jiān)控中心增加視頻解碼器設(shè)備，視頻解碼器輸出視頻信號可直接與監(jiān)視器連接，也可通過視頻切換矩陣連接電視墻。</p><p><b>　　5.4 系統(tǒng)綜述</b></p><p>　　隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)上傳輸視頻和音頻成

95、為一種趨勢，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有傳統(tǒng)監(jiān)控</p><p>　　系統(tǒng)無法比擬的功能和特點，是第三代全數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化監(jiān)控系統(tǒng)的典型代表。 </p><p><b>　?。ㄒ唬┫到y(tǒng)功能 </b></p><p>　　1、采用MPEG4圖像壓縮編碼方式的網(wǎng)絡(luò)視頻服務器設(shè)備。 </p><p>　　2、實時監(jiān)控：提供4/6

96、/8/12/16等多畫面的分屏顯示，并可設(shè)置監(jiān)視畫面的分組輪跳，監(jiān)控畫面可以任意編程、自動或手動切換，在畫面上有攝像機的編號、位置和日期、時間的顯示。 </p><p>　　3、存儲服務器提供高達1T的存儲容量，可存儲20路監(jiān)控點的實時監(jiān)控內(nèi)容10天以上，每路圖像錄制速度為25幀/秒，實時錄制，不丟幀， </p><p>　　4、可遠程控制鏡頭、云臺等設(shè)備。 </p><

97、;p>　　5、提供多種形式的用戶和權(quán)限管理，安全可靠。 </p><p>　　6、提供各種錄像方式：連續(xù)（計劃）/移動偵測/報警，可按每天、每周、或選擇某天/時間段進行錄像，可動態(tài)設(shè)置顯示或錄像圖像的質(zhì)量。 </p><p>　　7、多種錄像查詢方式、具有功能強大的錄像回放功能。 </p><p><b>　?。ǘ┫到y(tǒng)特點 </b>&l

98、t;/p><p>　　1、使用基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)視頻解碼端設(shè)備，可實現(xiàn)端到端的數(shù)字解決方案。 </p><p>　　2、基于客戶機/服務器（C/S）系統(tǒng)構(gòu)架，可提供分布式無限量的錄像存儲容量。 </p><p>　　3、能夠支持多場所的中央監(jiān)控，不受地理限制。 </p><p>　　4、功能強大的管理工具能夠進行全面帶寬使用控制，包括對每一個

99、硬盤的存儲限制。 </p><p>　　5、提供無線視頻傳輸解決方案，建設(shè)速度快，只需安裝基站和架設(shè)天線，用戶設(shè)備也很簡單；安裝方便靈活，可以迅速投入使用。 </p><p>　?。ㄈ┡c傳統(tǒng)監(jiān)控相比具有的優(yōu)勢 </p><p>　　1、軟件系統(tǒng)功能強大，全數(shù)字化錄像方便保存和檢索。 </p><p>　　2、視頻清晰度高，幀率高。 <

100、/p><p>　　3、錄像時間長，回放容易，管理簡單。 </p><p>　　4、可打印高清晰度圖片。 </p><p>　　5、高性能的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺。 </p><p>　　6、可靠性高。由于數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的高清晰度、高幀率和集成各種控制功能，使得數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)在安全防衛(wèi)意義上可靠性更高，大大減少了因錄像不清晰、丟幀和值班人員的疏忽而引起事端的

101、機率。 </p><p>　　7、應用領(lǐng)域更加廣泛。</p><p>　　8、工程施工簡單，維護方便。 </p><p>　　第六章 總結(jié)與展望</p><p><b>　　6.1 總結(jié)</b></p><p>　　忙碌了很長時間，我的畢業(yè)設(shè)計課題也將告一段落。第一寫這么多字的論文，真不知道該怎

102、么寫，不過總算是以我的能力寫完了，想想為了這個論文付出的汗水和努力，不光是讓我懂得了關(guān)于我這個論文的相關(guān)知識，更讓我懂得了我的不足，由于能力和時間的關(guān)系，總是覺得有很多不盡人意的地方，譬如目錄結(jié)構(gòu)不合理、內(nèi)容由于很多的知識不懂的原因而寫的很少很淡、……數(shù)不勝數(shù)?？墒牵矣謺膭钭约海簾o論做什么事情，不必過于在乎最終的結(jié)果，可貴的是過程中種種可貴的收獲。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計，也許是我大學生涯交上的最后一個

103、作業(yè)了。想借此次機會感謝兩年來給我?guī)椭乃欣蠋?、同學，你們的友誼是我人生的財富，是我生命中不可或缺的一部分。我的畢業(yè)指導老師李立峰老師，雖然我們不是很認識，但他卻能以一位好老師的標準來給我不厭其煩的指導。在此，特向他說聲謝謝。</p><p>　　大學生活即將匆匆忙忙地過去，但我卻能無悔地說：“我曾經(jīng)來過。”大學兩年，但它給我的影響卻不能用時間來衡量，這兩年以來，我經(jīng)歷過的所有事，遇到過的所有人，都將是我以后生

104、活回味的一部分，是我為人處事的指南針。論文答辯完就要離開學校了，走上屬于我的工作的崗位，這是我人生歷程的又一個起點，在這里祝福學校里跟我風雨同舟的同學和朋友們，祝你們早點找到自己的工作崗位，相信自己，未來總會是絢爛繽紛的。</p><p><b>　　6.2 展望</b></p><p>　　數(shù)字化是21世紀的特征，視頻監(jiān)控系統(tǒng)只是其中的一部分，現(xiàn)在的視頻監(jiān)控系統(tǒng)還不

105、是很完善，真正實現(xiàn)數(shù)字化的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)還并不是很成熟，所以我希望能在不久的將來可以將數(shù)字化的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)完善的像模擬監(jiān)控系統(tǒng)一樣成熟！使數(shù)字化的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)達到一個更好的高度?。?！</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本論文在***老師的悉心指導下完成的，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計和調(diào)試，無不凝聚著#老師的心血和汗水

106、，在兩年的學習和生活期間，也始終感受著老師的精心指導和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向***老師表示深深的感謝和崇高的敬意。 </p><p>　　不積跬步何以至千里，本論文能夠順利的完成，我要感謝***學院，是學校給了我這次鍛煉的機會，我想如果沒有這次機會，我或許此生都不會去涉及這方面的知識，也歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。還要謝謝我的同學以及朋友們，這次論文

107、的完成也有他們的傾力協(xié)助，雖然做的不是很好，但這畢竟是我獨自完成的一件作品，正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真正用心去做的一件事情，是真正的自己學習的過程和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學習中激勵我繼續(xù)進步，在此向***學院，計算機信息系的全體老師表示由衷的謝意。感謝他們

108、兩年來的辛勤栽培。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1 蔣東興，等.Windows Sockets網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計大全[M]. 北京：清華大學出版社</p><p>　　2 作者：周雪薇 來源：源碼之村 發(fā)布時間：2005-7-26 16:42:343 </p><p>　　3

109、 劉袆，等. IP組播技術(shù)在遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應用[J]. 計算機應用研究</p><p>　　4 張紅軍，等. Visual C++編程詳解[M]. 北京：科學出版社，2002.10</p><p>　　5 胡國榮.數(shù)字視頻壓縮及其標準.北京廣播學院出版社，1999</p><p>　　6 張海燕, 王東木等. 圖像壓縮技術(shù)[J]. 系統(tǒng)仿真學報, 200