基于E-H.264的移動視頻監控系統

【摘要】本文在H.264/AVC的基礎上，針對移動通信網絡的特點，提出一種綜合結構相似度快速運動估計、多模式自適應環路濾波、RCPC信道編碼非平等誤碼保護及雙緩沖視頻傳輸控制等技術的適應移動通信網絡的移動視頻監控系統。與標準的H.264或MPEG-4相比，在同樣碼率下，其信噪比明顯提高，和良好的移動通信網絡親和性。

【關鍵詞】移動通信網絡移動視頻監控系統E-H.264

一、引言

視頻監控已經遍布在我們每一個人的身邊，廣泛應用于公安、電力、銀行、政府機構、能源等各行各業。隨著社會管理要求的提高，隨時隨地調用視頻監控服務，已成為緊迫需求。因此基于移動通信網路的視頻監控系統應運而生。移動視頻監控系統具有靈活、快捷，前端監控點和遠程客戶端雙移動的特性等優點，是有線視頻監控系統的有效延伸。

但由于移動通信網絡的傳輸能力與日益增長的多媒體信息需求相比，其有效帶寬總是非常有限的；客戶移動終端與PC機相比，其處理能力還是比較低；因此，一套高壓縮比低復雜度的移動視頻編碼算法，成為移動通信網路環境中建設移動視頻監控系統成功的關鍵。

二、移動視頻監控系統

移動視頻監控系統主要包括前端監控采集子系統、中心管理子系統和業務應用子系統。中心管理子系統主要設有設備代理服務器、管理中心服務器、轉發服務器、存儲服務器和手機流媒體服務器。

三、移動視頻編碼

在H.264/AVC的基礎上，針對移動通信網絡的特點，綜合使用結構相似度快速運動估計、多模式自適應環路濾波、RCPC信道編碼非平等誤碼保護及雙緩沖視頻傳輸控制等技術，實現一種高壓縮比低復雜度的移動視頻編碼。

與傳統壓縮標準相比，H.264雖然具有更高的壓縮性能，但其編碼復雜度的大幅增加限制了它的實時應用。為此，本系統利用結構相似度的特性，通過在運動估計過程中設置閾值，減少不必要的運動搜索點，簡化復雜的搜索模式，從而在保證壓縮質量不下降的前提下，達到了減小運動估計復雜度、改善壓縮性能的目的。針對傳統基于塊的視頻編碼系統在碼率相對較低的視頻編碼時總會產生塊效應現象，本系統將圖像塊邊界分為五種不同的濾波模式，針對每種模式的特點采用相應的濾波技術，降低了濾波過程的復雜度，在保持圖像客觀質量不變或略有降低的同時更好地降低了塊效應，大大提高了圖像的主觀質量。

為了提高壓縮碼流在無線信道中傳輸的可靠性，本系統采用了RCPC（Rate Compatible Punctured Convolutional）信道編碼的非平等誤碼保護方案，有效地改善了視頻在無線信道系統中的傳輸性能，保證了視頻圖像序列的可靠傳輸，更有效地利用信道的容量，提高了傳輸效率，使視頻信息在無線信道傳輸過程中具有更強的抗差錯能力。為了解決移動終端處理能力受限的問題，本系統采用了雙緩沖視頻傳輸控制協議，在手機客戶端開辟兩個緩沖隊列，一個是播放緩沖區，一個是下載緩沖區，當下載滿一個緩沖區后，該緩沖區設置為播放緩沖區，下載緩沖區轉向另一個，次序交替執行。有效的解決了因無線通信網絡網速不穩定而引起的播放速度和下載速度不匹配的問題。

四、系統效果

4.1主觀質量評價

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五、結論

本文針對移動通信網絡的特點，提出一種基于H.264的綜合了結構相似度快速運動估計、多模式自適應環路濾波、信道編碼非平等誤碼保護及雙緩沖視頻傳輸控制等技術的移動視頻監控系統。與標準的H.264相比，該系統在同樣碼率下，其信噪比明顯提高，具有良好的移動通信網絡親和性。因此，該融合算法是確保移動視頻監控系統性能的有效途徑。