多路嵌入式H.264視頻服務(wù)器的設計

（2）編碼模塊，主要完成對采集的圖像的壓縮編碼。對采集到的圖像數據進(jìn)行壓縮可以有兩種方案，一種是用硬件來(lái)壓縮，它可以有專(zhuān)用系統和通用系統兩種形式，其中，專(zhuān)用系統使用專(zhuān)用芯片實(shí)現圖像的硬件壓縮,通用系統則利用通用芯片實(shí)現數據壓縮。相對于通

用系統,用專(zhuān)用芯片對圖像用硬件進(jìn)行壓縮可以快速進(jìn)行圖象壓縮,減少處理器的開(kāi)銷(xiāo)等點(diǎn)。第二種壓縮方法就是用軟件來(lái)實(shí)現，這種方法對機器的硬件配置要求較高，但運用起來(lái)靈活，考慮到現在硬件技術(shù)已經(jīng)比較成熟，故我們采用第二種方案，對采集到的圖像數據進(jìn)行軟壓縮，此處利用H.264標準進(jìn)行壓縮。H.264壓縮標準是一種新的編碼方法。與其他壓縮編碼方式比較，利用H.264標準可以獲得更高的壓縮比及更好的圖象質(zhì)量。H.264編碼器都是開(kāi)源的，可以從網(wǎng)上下載，此處用的是t264，對采集到的YUV格式的數據進(jìn)行逐幀壓縮。

（3）網(wǎng)絡(luò )傳輸模塊，完成現場(chǎng)多媒體數據及歷史多媒體數據的網(wǎng)絡(luò )的傳輸，用于支持瀏覽端的現場(chǎng)預覽和記錄回放功能。其基本過(guò)程是碼流經(jīng)碼率控制部分進(jìn)行碼率調整，然后由RTP組件傳送到網(wǎng)絡(luò )中。傳輸啟動(dòng)之初，組播控制器根據多用戶(hù)代理提供瀏覽端的組播策略來(lái)協(xié)商組播策略；傳輸過(guò)程中，RTCP組件實(shí)時(shí)監測網(wǎng)絡(luò )狀況并反饋o決策控制器，決策控制器控制分離器、視頻抽幀器和碼流復合器組件，完成碼流的動(dòng)態(tài)整合。其傳輸體系結構如圖3所示：

圖3視頻流傳輸體系結構

（4）存儲模塊，多個(gè)攝像頭采集的多路視頻數據經(jīng)編碼壓縮后形成復合媒體流，通過(guò)存儲組件，存為H.264文件，同時(shí)向數據庫中寫(xiě)相應的文件信息。

（5）設備控制模塊，設備控制器接收用戶(hù)界面發(fā)出的或網(wǎng)絡(luò )傳送來(lái)的控制命令，控制解碼器，完成對云臺、鏡頭等設備的控制。

4 客戶(hù)端軟件設計

客戶(hù)端主要完成視頻數據的接收,解碼和顯示工作,同時(shí)還可以動(dòng)態(tài)設置編碼器的數。從功能角度,客戶(hù)端的軟件體系結構可劃分為3個(gè)模塊：設備控制模塊，網(wǎng)絡(luò )的接收與反饋模塊，顯示模塊。其體系結構如圖4所示：

（1）設備控制模塊，根據用戶(hù)輸入的命令((例如改變視頻窗口大小、接收路數,圖象分辨率、開(kāi)始/停止遠程監控等), 產(chǎn)生控制命令并通過(guò)一個(gè)TCP連接發(fā)送到服務(wù)器端,服務(wù)器端設備控制器接收這些控制命令，并完成對云臺、鏡頭等設備的遠程控制。

（2）網(wǎng)絡(luò )的接收與反饋部分，根據用戶(hù)的基本帶寬情況（局域網(wǎng)還是非局域網(wǎng)）及請求的任務(wù)類(lèi)型（現場(chǎng)預覽還是歷史回放），確定該接收碼流是否基于組播策略接收。RTP組件完成碼流的接收，RTCP組件檢測碼流的丟包率并反饋給服務(wù)器端。

圖4 客戶(hù)端軟件體系結構

（3）顯示模塊，同步源過(guò)濾器從RTP組件得到碼流，在控制器的協(xié)調下，完成解碼及同

步的視頻播放。此處我們采用的是Microsoft DirectShow[6]架構來(lái)完成H.264 碼流的實(shí)時(shí)解碼和圖像顯示工作。

試驗證明,對于包含有視頻服務(wù)器、多監控客戶(hù)中心的嵌入式視頻監控系統,上述網(wǎng)絡(luò )傳輸部分能夠很好地完成視頻數據的實(shí)時(shí)傳輸，網(wǎng)絡(luò )自適應能力良好。

5 結束語(yǔ)

本文創(chuàng )新點(diǎn)是提出了一種多路嵌入式H.264視頻服務(wù)器的設計方案，并給出了系統硬件組成和軟件的體系結構框架，該系統與傳統的Motion2JPG和MPEG21相比,采用H.264標準壓縮圖像,降低了帶寬占用率。對于四路Q(chēng)CIF和一路D1分辨率的高清晰度實(shí)時(shí)視頻監控,只需占用65K和250K的網(wǎng)絡(luò )帶寬即可滿(mǎn)足傳輸需求。