3G视频（精选10篇）
3G视频 篇1
手机视频广告概述
手机是一种崭新的视听新媒体, 在传播环境和受众需求方面都与传统媒体有着较大区别, 随着数字多媒体技术的普及和发展, 符合手机媒体特点的视频内容越来越受到市场的青睐。
广告是重要的服务类视频内容类型, 如何借助手机媒体这样一个崭新的平台, 充分发掘手机视频的特质特征, 加以合理利用, 以实现新媒体环境下视频广告诉求效益最大化, 是摆在3G时代广告人面前不容回避的问题。
手机视频广告 (Mobile telephone video advertising) 是指通过手机移动媒体传播的付费视频信息, 旨在通过这些商业信息影响受传者的态度、意图和行为。
3G时代手机视频广告特征及优势
随着3G技术的商业应用以及3G手机在我国的快速发展, 使得视频广告基于手机的传播应用更为成熟、广泛。
“3G (3rd—generation) , 第三代移动通信技术的英文简称, 是指支持高速数据传输的蜂窝移动通信技术, 代表特征是提供高速数据业务。” (1) 目前, 我国所采用的主要技术标准为WCDMA、CDMA2000和TD—SCDMA。
3G技术与先前的2G技术相比, 其主要区别在于数据传输速度的大幅提升, 它能够在全球范围内更好地实现无线漫游, 对图像、音乐、视频流等多种媒体形式进行及时综合处理。
3G手机是基于移动互联网技术的终端设备。3G手机的特点表现在, 首先从外观而言多为彩色超大显示屏并配以触摸式界面操作系统。其次, 3G手机除了能完成高质量的日常语音传输外, 还能进行多媒体数据综合处理应用。因为3G技术保证了数据传输速率的大幅提升, 因而使得视频内容数据传输与应用成为3G手机的最大特点;这为手机视频广告的发展提供了应有的技术保障。依托并限制于手机这种传播工具, 不同于传统的电视媒体, 手机视频广告有着独具一格的特征与优势。
覆盖人群广。据中国互联网络信息中心 (CNNIC) 发布的《中国手机上网行为研究报告》显示, 截至2009年底我国手机用户超过7亿, 手机上网用户近1.8亿, 3G手机用户总数达到1141.4万。如此庞大的受众群体, 给予了手机视频广告传播很大的可能空间。
表现形式丰富。不同于手机短信营销, 基于手机媒体的WAP站点广告以及插件广告等模式使得手机视频广告在表现形式上是全方位的, 集多媒体的动静态影像、动画、FLASH等表现形式于一身, 实现了传播过程中内容的丰富性与生动性。
定点高效的传播方式。手机机身小巧, 携带方便。同时作为一种通信工具, 手机可以说是唯一与受众24小时亲密接触的媒体平台。这样就一定程度上实现了点对点的高效传播。方便利用受众的零碎时间, 实现极为快捷的信息传播。
国内手机视频广告现状及存在问题
目前, 国内手机视频广告的发展取得了一些进步, 但仍旧受到很多条件的限制, 国内手机视频广告面临的主要问题有以下几个方面:
技术与资费限制。3G技术在我国刚刚起步, 国内三大通信运营商中国联通、中国电信和中国移动分别采用WCDMA、CDMA2000、TD—SCDMA技术标准。三者间的通信网络有着一定的区别, 技术还有待进一步改善。问题主要集中在手机信号和网速不稳定、流量不够、终端接收欠缺等, 致使手机视频内容无法流畅连贯地传输, 手机用户无法顺利接收;用户体验满意度不高。目前, 国内三大通信运营商已经完全公布3G资费标准, 然而据中国移动官方网站关于“3G资费标准”网友调查数据显示, 74%的网友认为收费标准过高。因此, 资费问题也是制约3G手机用户发展及手机上网人数扩展的主要问题。
展现力是软肋。受手机屏幕限制, 相对于电视和电脑媒介, 手机视频广告的展现力相对不够;同时, 对于习惯了电视及电脑的大屏幕收视的受众来说, 通过手机观看视频还有一个习惯养成的过程。手机作为一个随身便携式媒体, 目前还只能是其他媒体的补充。
内容上存在缺失。目前, 基于手机传播的视频广告内容多为简单复制、移植。大多数广告商目前还没有针对手机媒介自身的传播特征, 专门制作适用于手机传播的视频广告;更多的内容只是将电视广告或其他媒介视频广告进行简单加工后移植到手机媒介。没有从内容和形式上加以创新, 没有发挥出“手机”这种新媒体的优点, 缺乏符合手机媒介自身传媒特点的视频广告内容。
手机视频广告内容发展要求
作为一种新型媒体表达形式, 手机视频广告的研发、生产制作目标应该是新媒体传播环境下传播途径和内容的双重创新, 而不是简单地把原有媒体广告形态向手机渠道进行简单的延展。
手机视频广告对原有媒体广告形态的延伸。传统的视频广告在传播内容和传播途径上已经趋于成熟, 手机作为一个新媒体的出现, 需要借鉴前者的发展过程, 进行延展, 符合手机媒介传播特点, 在传播的内容上趋于简练、新颖和更具针对性。
首先, 传播内容的简练。换句话说, 手机视频广告必须在用户体验和商业化二者中取得平衡。要想取得这种平衡, 就必须合理掌握手机视频广告长度。
与传统的网络视频广告相比较, 传统的视频广告时间跨度长, 不符合手机媒介的传播特点, 会造成流量耗费大、手机损害系数高等一系列问题, 同时, 受手机视频受众在时间上的零散特征限制, 手机视频广告要在内容上力争简短精悍。
其次, 传播内容的群体针对性。作为新兴媒介的手机, 在内容传播上与传统媒体相比, 要求更为精准的传播内容。在手机视频广告的设置上一定要注重在宽泛的同时, 加强针对性的传播;视频广告的目标受众要更为明晰。针对特定的人群, 充分分析受众需求, 实现更加高效的传播。
手机视频广告的创新。手机媒体的媒介特点是便携、互动、快捷等, 手机视频广告的应用建立在这种媒介特质上, 应具有传播时效的快捷性、传播过程的互动性和传播范围的全球性特点, 所以在手机视频节目的设置上要针对这些特性下手。
首先, 传播时效的快捷性。手机网络的最大特点是“快”, 传统媒介受播出时间的制约, 时效性通常较差。网络媒体由于受到空间地点的限制, 时效性也相对较弱, 手机媒体在传播信息的时间上具有快捷的特性, 可以轻易做到随时发布, 这就给广告的发布提供了得天独厚的平台。以手机视频为载体的广告宣传成为一种信息发布很好的选择。
其次, 传播过程的交互性。手机视频广告的互动性体现在两个方面:一是视频广告本身内容设置的互动, 二是视频广告的反馈形成交互性。
在手机网络上, 每个人都可以随时随地成为一个没有执照的电视台。正是手机网络受众参与的及时性和信息交换的强互动性, 使得手机视频广告更具互动性。视频广告发布, 同时企业往往专门发布互动问卷, 而且反馈及时, 这是其他媒体不具备的特质, 充分体现了手机作为新媒体的即时、互动特性。
手机视频广告也必将更多地利用互动的特性, 进行相关制作, 这样才会使手机视频广告挣脱电视广告和网络视频广告的控制枷锁, 在众多的媒体广告竞争中寻找自己准确的定位。
手机视频广告发展前景
从欧美、日、韩等3G手机发展较为领先国家的手机视频内容研发的实践与创新来看, 目前, 在世界范围内, 独立于传统电视广告之外, 符合手机媒介传播特点的手机视频广告形式受到了受众和广告投放商的双重重视。而国内的手机视频广告刚刚起步, 国内市场在追赶欧美的步伐上还有很长的路要走。
据加纳特公司市场调研公布的一份报告显示:“随着3G手机的普及, 到2009年全球移动娱乐市场的销售收入将超过590亿美元;移动内容将稳步达到22亿美元;移动游戏市场的销售收入将分别达到193亿美元和185亿美元。到2010年, 全球将有1.25亿用户收看手机视频节目, 届时将会售出8350万台相关功能的手机, 而亚洲将成为手机视频节目最为普及的地区, 其次是美国、欧洲、中东和非洲。” (2) 这些都成为手机视频广告发展的巨大潜在因素。在这样的大背景下, 我们有理由相信, 手机视频广告将有着巨大的发展空间。 (本文为南京艺术学院2009校级项目, 项目编号:DGXBBGGSJ09)
参考文献
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[2].斯蒂夫·琼斯:《新媒体百科全书》, 清华大学出版社。
[3].田青毅、张小琴:《手机:个人移动多媒体》, 清华大学出版社。
[4].中国互联网络信息中心 (CNNIC) :《中国手机上网行为研究报告》, 2009年。
3G视频 篇2
一、项目背景
水泥是建筑行业中最主要的建材，在流通中基本上都使用水泥车进行运输，当前在水泥企业管理中最为棘手的有几个问题亟需解决：一是车辆的利用率；二是防止车辆驾驶员不诚信行为；三是严重超速现象；尤其是运输途中出部分不诚信司机，私卖水泥建材油料等，普遍的超速现象是造成交通事故频发的主要原因。另外水泥运输车据调查，我国的混凝土预拌运输车利用率尚不足35％；车辆驾驶员在运输时也偶有中途偷料事件发生。因此，如何解决好上述两大问题成为业者重点攻关的课题。管理人员就可以随时知道车辆的位置信息，避免驾驶员的个人作弊现象，及在各个环节上将各种资源浪费减小到最低。对混凝土企业优化资源配置、提高企业的市场竞争力，将会起到积极的促进作用。混凝土车辆管理的最终目标是降低成本、提高服务水平，这就需要混凝土企业能够及时、准确、全面的掌握运输车辆的信息，对运输车辆实现实时监控调度。现代科技、通讯技术的发展，GPS/GIS技术的成熟和GPRS无线通讯技术的广泛应用，为现代混凝土企业车辆管理提供了强大而有效的工具。3G无线网络和互联网的结合运用，对混凝土企业优化资源配置、提高企业的市场竞争力。为适应市场需求，各混凝土企业迫切需要应用各种先进科学和现代化管理来提高运营效率和质量，从而把运输智能化和现代化管理提到首要位置。鉴于此，为混凝土运输车辆配备3G车载设备是必要的，因为它可以堵塞企业的管理漏洞，提高运输效率。
3G视频 篇3
关键词：3G视频通信H.264／AVC容错技术
0引言
传统的视频编码标准都是围绕比特流的概念组织的。实际上用于传送数字视频的大多数网络体系结构并不适合直接传输比特流。在许多网络体系结构中，比特流需要拆分为数据分组。这些分组的特性，如最小／最大尺寸、相关开销和差错属性等在网络体系结构间、甚至在某个给定的网络体系结构内也是很不相同的。假如视频编码器自身能和网络特性很好的匹配，将能够获得更好的视频QoS。问题是如何容错地支持易差错的无线移动网络?为了解决无线移动信道视频的容错传输，我们将采用如前向纠错编码及支持差错复原的视频压缩编码技术来解决。H.264编解码器可以很好的解决易差错信道的视频容错传输。在3GPP／3GPP2的传输环境下通过选择适当的条带长度使H.264编解码器和无线移动信道的网络特性得到很好的匹配，实现无线移动信道视频的容错传输。H.264标准适用于无线网络传输的主要原因之一就是在概念上分为两层；视频编码层VCL(video Coding Lay-en和网络抽象层NAL(Net work Abstraction Layen，其中VCL负责高效的视频内容表示，它被设计成尽可能独立的网络，NAL负责对编码信息进行打包封装并通过指定网络进行传输。H.264中还定义了两种新的帧编码类型，即SP帧和SI帧来完成不同流的切换，可以根据传输网络和用户终端的具体情况自适应地在不同码率的视频流之间切换，这大大改善了视频流对3G网络的适应性。
13G视频通信中容错技术的应用
3G通信技术的出现使对话式无线视频业务成为可能，虽然3G网络在移动环境下的带宽可达384kbps，在静止环境下的带宽可以达到2Mbps，但是由于信道衰减、建筑物遮挡、终端移动、多用户干涉等原因影响，使得信道是时变且高误码的，因此，在3G网络上传输视频流时，仅仅追求高的压缩效率是不够的，必须有一定的容错和错误掩盖措施。最新的3GPP／3GPP2标准要求3G终端支持H.264／AVC视频编解码技术，同时由于硬件的限制，3G终端只支持部分H.264／AVC的容错工具。H.264中虽然提供了一些容错工具，但是它们有各自不同的用途和目的，即在不同的场合需要选择不同的组合来使用。
1.1错误隐藏技术由于错误隐藏技术能够利用接收到的数据来恢复丢失的数据，因此一般都应用在解码器端。在无线网络环境中，解码器的这种能力尤其重要，因为无线网络环境中误码率高，很多RTP包在传输中被网关或者路由器丢弃，而这些丢失的数据又必须在解码器端根据空间和时间上的相关性来恢复。错误隐藏技术的实现方法也很多，在JVT参考软件中，就使用了一种空间相关性的方法，即使用被丢失宏块周围的4个宏块来恢复被丢失的数据，其选用的标准是使恢复后边缘数据的SAD(sum ofabsoIute dlffer-ence)差最小。这种方法的效果虽不是最好，但是计算简单有效。
1.2 2Slice结构为了满足MTU大小的要求，在3G网络视频传输中对视频进行分片压缩显得尤其重要。经过分片压缩后的视频中每个RTP包中包含一个片，一般每个slice中包含一个或者几个宏块，并以RTP包的大小满足MTU的要求为准。
1.3帧内编码块刷新由于帧内编码不依赖时间上相邻帧的数据，所以帧内编码块能有效地阻止由于包丢失甚至帧丢失而引起的错误传播。对于对话式视频业务来说，由于实时性要求高，而且I帧刷新的频率较低，因此可以用帧内编码块来部分代替I帧的作用。H.264／AVC提供了两种帧内编码块刷新(intrablockrefreshing)模式：其中，一种是随机模式，即用户可以选择帧内编码块的数目，而由编码器随机决定哪些哪些位置上的宏块实行帧内编码；另一种是行刷新模式，即编码器在图像中依次选择一行进行帧内编码，但图像分辨率大小不同，每次需要帧内编码块的数目也不同，例如在QC JF格式图像中，每次需要选择一行，即11个宏块进行帧内编码，而在CIF格式图像中，这个数字变成22。
1.4参数集(Parameter Sets)H_264标准中，取消了序列层和图像层，将原本属于序列和图像头部的大部分句法元素分离出来形成序列参数集SPS(Sequence Parameter Set)和图像参数集PPS(Picture Parame2ter Set)。序列参数集包括了与一个图像序列有关的所有信息，如编码所用的档次和级别、图像大小等，应用于视频序列。图像参数集包含了属于一个图像的所有片的信息，如编编码方法、FMO，宏块到片组的映射方式等，应用视频序列中的一个或多个独立的图像。多个不同序列参数集和图像参数集被解码器正确接收后，被存储于不同的己编码位置，解码器依据每个己编码片的片头的存储位置选择合适的图像参数集来使用。
1.5冗余片(Redundant SIice)H.264编码器除了对片内的宏块进行一次编码外，还可以采用不同的编码参数对同一个宏块进行一次或多次编码，生成冗余片，冗余片的信息也被编码进同一个视频流中。解码器在能够使用主片的情况下会抛弃冗余片，反之如果主片丢失，也可以通过冗余片来重构质量。
1.6灵活的宏块排序(FMO)FMO技术通过片组(slicegroup)技术来实现。片组是由一个或者多个片组成，而每个片中通常包括一系列的宏块。采用FMO进行视频编码的好处在于，可以使因信道传输而引起的错误分散。具体实施方法是：帧图中的宏块可以组成一个或几个片组，每一个片组单独传输，当一个片组发生丢失时，可以利用与之临近的已经正确接收到的另一片组中的宏块进行有效的错误掩盖。片组组成方式可以是矩形方式或有规则的分散方式(例如，棋盘状)，也可以是完全随机的分散方式。采用FMO提高了码流的容错能力，却使编码效率有所降低，同时也会增加编码延迟时间。
2结论
通信技术的飞速发展，第三代数字无线移动通信网络以及多媒体信息服务(MMS)的兴起为无线移动环境下的多媒体通信业务(特别是视频)提供了应用和发展的需求.多媒体业务是3G的基本业务之一，然而视频通信业务对3G网络还是一种挑战，这是由于无线网络是一种易错网络，容易受到多径干扰、阴影衰落等多种条件的影响，致使视频传输流中的RTP包会大量丢失，因此对于3G无线网络中的视频通信业务，容错技术是不容忽视的。H.264／AVC视频编码标准本身提供了许多容错工具，可以很好的解决易差错信道的视频容错传输，提高3G视频通信的可用性。
参考文献：
[1]潘全卫DHCP服务器容错方案[J]网管员世界2009.(5)：55-56
[2]柳林，张引，张三元，叶修梓.3G对话式视频业务中H.264／AVC的容错策略[J].中国图象图形学报2006(9)：1223-1229
3G无线视频服务器系统浅析 篇4
1关于3G无线远程终端系统的应用
1.1关于3G系统的模块介绍
在3G无线远程终端系统中, 是由3G系统的三大模块组成。在这三大模块之间, 各自发挥着自己的功能, 其中服务器, 是系统三大模块之一, 它可以对数据库的信息实施监控, 当它的服务器接到操作指令时, 就会立即通过服务器模块, 将收到的指令传递到客户端和手机端;对于收到的这些指令, 通过系统传递到WAP网站, 这样就可以运用手机对WAP浏览器进行访问, 在用户利用手机进行访问时, 要首先需要登录, 登陆完成后, 就能够进入系统, 利用系统设置的功能来进行;同时, 对于3G系统的计算机客户端, 也会在手机接到客户指令以后, 也会立即做出反应, 也会将传输到的数据自动地记录到数据库中, 方便手机用户的查询。
1.2关于3G系统功能的介绍
3G系统服务器启动后, 手机用户就可以接到客户端的连接请求。对于服务器程序模块, 可以利用进行用户信息的监听功能, 这种功能可以进行事务请求操作, 这种操作功能可以表明系统在线的用户数量和用户的操作命令是否已经成功, 确定以后把信息传递给服务器。如果要选择系统的“隐藏”功能, 3G系统功能的程序也会自动地将信息隐藏到后台运行, 使显示器的界面上看不到运行的痕迹。如果用户选择“修改密码”的程序, 管理员就可以进到系统中, 对系统的信息进行修改或删除。当手机用户登录3G的软件系统。显示器的界面就会显示所有模块具备的功能, 这些功能都存放在操作菜单的栏目之中, 使用户可以在功能列表中选择, 实施操作的有关界面和用户状态以及时间。
3G系统的功能能够由用户任意选择, 它们主要包括三个方面:第一, 当发出关机或开机指令时, 这时指令就立即被保存在系统的数据库中。第二, 当计算机的客户端接受到操作指令, 就可以自动的进行分析处理。第三, 当Mb Pc Work Station将收到的结果存在MSSQL后。然后就可以在显示器上把结果告知用户, 完成整个的工作流程。
2关于3G无线视频监控系统
2.1关于3G系统的功能
对于手机3G系统的应用功能, 主要有用户常用的录像功能与画面捕捉功能, 还具有清晰地视频监视功能, 系统的告警功能及监视系统管理的多方面功能。这些功能已经完全可以满足用户的需求, 而且可以为用户提供随机的确定, 并可以立即得到回应, 在3G系统的功能监视内容中, 主要是具备了无线视屏设备的功能等。
2.2关于3G系统的构成
对于3G系统的功能, 取决于系统的构成。系统的构成主要有视频采集端、传输网络等。这些系统主要包括视频采集单元、视频编码器、无线传输单元等。下面分别对它们的构成给与论述:
视频采集单元:实际上是一台彩色监视摄像机, 在这台彩色摄像机的系统里, 系统合理的运用了CCD成像原理, 这样通过系统处理就把现场的画面变为视频信号, 利用系统进行传输, 就完成了视频采集单元的作用;
视频信号传输单元:它是一种利用视频信号传输单元, 利用这一视频信号传输单元, 可以将视频信号传输至视频编码模块, 在视频编码模块中, 可以实施压缩编码, 压缩后的编码就可以与互联网连接, 然后通过Internet就可以传输到世界的任何角落;
视频编码单元:通过这种视屏编码单元, 可以将模拟视频信号与数字压缩视频流相互转换。然后可以将数字压缩视频流变换为云台控制指令进行传输, 这样就可以利用云台控制将其送至云台解码器;系统就会按照这些指令, 采取对应的控制程序, 产生对应的动作;
视频服务器:这种视频服务器的功能强大, 它可以对远程监视系统实施控制, 并可以完成在线远程管理及维护的工作。利用视频服务器可以对用户、站点以及摄像机进行管理, 它可以实现系统维护的功能, 因此, 称作是重要的指挥系统;
视频远程监视终端:它的功能可以实现视频的回放。为了实现这一功能, 要将网络传输转变为视频流, 这一方法是为保证视频回放功能的正常应用, 因此, 在3G系统中一定要有视频解码功能。这对于视频远程监视终端的视频解码, 能够应运用硬件解码。这对于视频终端软件和视频监视系统影响较大, 尤其对于系统的人机交互界面, 操作人员对监视终端摄像机的选择, 都会受到较大的影响。
3结语
为了确保3G手机对计算机系统的远程控制, 发挥3G无线视频服务端系统的特点, 在使用过程中, 可以利用3G的远程控制功能, 使用户在使用时, 完全不受到时间和地域的影响, 非常方便的利用这个系统。这种方式不仅可以打破传统视频监控的局限性, 还能够表现出移动灵活的优点, 使手机可以随时随地实施监控, 方便用户的使用。
参考文献
[1]曾凡荣.浅议无线远程终端系统及3G无线视频监控系统[J].信息化建设, 2012 (3) :137-136.
3G视频 篇5
关键词：3G无线网络；视频远程监控；输电线路
作者简介：蒋文明（1981-），男，四川广安人，广东电网公司茂名供电局生产技术部，工程师；郑忠仁（1984-），男，广东茂名人，广东电网公司茂名供电局输电管理所，助理工程师。（广东茂名525000）
中图分类号：TN99 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）09-0149-02
随着国民经济的快速发展，各行各业对电力的需求量越来越大，对供电部门提供的电力质量的要求越来越高。因此，远距离输电线路的电网运行安全性显得尤为重要。目前电网运行单位所采取的定期人工巡视很难保障对输电线路及杆塔等远距离、分散的电力设施采取有效的监控，而且人工巡视周期长，巡视期间的输电线路运行状况及周边环境难以及时反馈给监控中心，从而为线路的安全运行埋下了隐患。近年来事故逐年上升，说明了传统的巡视手段已不能满足现有的安全需求。
针对输电线路传统的人工巡视方法以及有线式监控带来的传输线路建设及运营成本高的不足，本文所设计的系统采用先进的数字视频压缩技术、电磁兼容技术、低功耗技术、3G无线通讯技术，将输电线路运行状况的图像信息通过3G无线网络传输到监控中心。监控中心通过带有云台调节功能的高速球机可实现远程单张拍照、连续视频摄像，同时也可通过系统主站远程调整高速球机焦距、预置位等参数。系统能够实时采集现场的图像和视频信息，从而对输电线路及杆塔等电力设施及其周边环境进行有效的监控，大大减轻了巡视人员的劳动强度，提高了线路安全运行水平，为线路运行单位提供直观可靠的线路安全信息。
一、系统总体方案
本系统由高速球机、监测终端和监控中心三部分组成。系统总体方案框图如图1所示。高速球机对输电线路及其周边环境进行拍摄。监测终端由监测主板、视频服务器以及3G模块组成。视频服务器由一个或多个模拟视频输入口、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的服务器所构成。视频服务器将高速球机输入的模拟视频信号数字化处理后，以数字信号的模式传送至3G无线网络上，从而实现监控中心远程实时监控输电线路的目的。监控中心通过3G无线网络与监测终端通讯，监控终端接收到命令后，即可通过自身的RS-485通讯接口实现对高速球机的远程变焦、聚焦、方位调整和预制位等参数的设置。监控中心可预置一个或多个拍摄位置、高速球机焦距与分辨率信息，高速球机内置大功率红外发射灯，可实现夜视及加热功能，保证在夜晚及冰雪天气仍然正常工作。
二、系统硬件方案
系统硬件原理框图如图2所示。监测主板、视频服务器和3G模块放置在一个机箱中构成监测终端。监测主板以ATmega128微处理器为核心，包括电源管理、实时时钟、数据存储、复位电路、485接口以及以太网接口等基本部分。系统安装在高压输电线路铁塔上，由于在高压线路上取电的技术不成熟以及取电不方便，因而系统采用风光互补供电方式，户外太阳能和风能在时间上的互补性使得系统能够全天候进行监控。
监测终端电源管理模块可以对高速球机的红外灯、云台进行控制，大大减少蓄电池的损耗。高速球机与监测主板之间通过485接口连接，监测主板通过RS-485实现对高速球机的远程变焦、聚焦、方位调整和预制位等参数的设置。监测主板和3G模块之间通过以太网连接。
1.高速球机
高速球机是3G无线视频远程监控系统的前端传感部分，起着重要作用。采用日本进口SONY机芯，最高分辨率达到704×576，支持多种格式和分辨率。高速球机可实现水平0～360°、垂直90°、无限制、连续旋转，最大景深达到400m，内置大功率红外发射灯，可实现夜视及加热功能。其工作电压为DC12V，通讯方式采用RS-485。
2.视频服务器
视频服务器与高速球机通过视频线连接，实现对现场图像信息的处理、传输。基于独有的视频压缩算法，最高分辨率704×576，采用多种专有快速、低失真视频压缩算法，编码效率高、图像质量好，对低码率信道适应性强。视频服务器通过系统的电源管理模块供电，其工作电压为DC12V。
3.风光互补控制系统
太阳能和风能是最普遍的自然资源，也是取之不尽的可再生能源，而且两者在时间变化分布上有很强的互补性。白天太阳光最强时风很小，到了晚上光照很弱，但由于地表温差变化大而风能有所加强；夏季太阳光强度大而风小，冬季太阳光强度小而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使得风光互补发电系统在资源分布上具有很好的匹配性。此外，由于系统在户外高压输电线路铁塔上运行，取电不方便以及技术不成熟等因素使得风光互补发电系统就资源条件而言是很好的独立供电系统。
风光互补控制系统采用17.2V/60W太阳能电池板，12V/100AH免维护硅能蓄电池，蓄电池使用寿命大于10年，持续冰雨、无光照天气20天，能保持设备电源供应和设备正常工作。
三、系统软件方案
根据功能要求，整个无线视频远程监控系统的软件主要包括两部分：用于实现系统现场图像信息采集、处理、传输和控制的监测终端程序；完成系统分析现场信息、远程监控的监控中心程序。
1.监测终端软件设计
监测终端程序采用模块化设计思想，主要分为视频采集模块、图像数据压缩模块、无线网络传输模块以及云台控制模块。视频采集模块完成对输电线路视频信号的采集，并将采集的数据以文件的形式保存。图像数据压缩模块对视频采集模块采集的图像数据进行压缩处理。无线数据传输模块完成对压缩处理后的视频数据的网络传输，内部存放有3G的网络连接端口协议，并嵌入式地实现了TCP/IP协议、POP3 /SMTP协议，同时支持动态IP，完成与3G基站的无线连接与数据交换。云台控制模块主要接收监控中心发送的远程控制命令，实现对高速球机变焦、聚焦、方位调整及预制位设置功能。
2.监控中心软件设计
监控中心是整个远程监控系统的神经中枢，它负责指挥控制整个系统的运转，完成监控和管理等功能。监控中心提供高速球机的参数配置/查询、拍照间隔、预制位设置、IP地址设置，对历史图像数据进行查询与分析等。由于图像视频数据传输消耗的电源能量比较大，当监测终端电源电压低于设定值时，进行报警，监控中心不发送图像请求命令。
（1）通讯功能，包括：参数下发、参数查询、升级管理、实时数据入库、告警处理功能以及对时功能。监测终端上报心跳数据包时，根据上报心跳包时的时间与监控中心当前时间对比，如果相差大于10秒（可配置）以上，即在回应的数据包中附加对监测终端对时命令。
（2）对现场监测终端设置档案和相关电力设备档案的管理，包括线路、杆塔、监测终端、升级文件等档案管理。升级文件管理是把升级文件保存到服务器中，当监测终端要查询升级版本时，将保存在服务器的升级文件下载到监测终端中即可实现升级。
（3）系统监控，包括：在线设备查询——显示当前在线的设备，最近一段时间（1到5分钟）内有通讯的设备表示为该设备在线；设备运行记录查询——可查询设备的上线时间、电压、电池充电状态及工作温度等信息。
监控中心软件采用B/S模式，服务器采用J2EE平台开发，运行环境采用TOMCAT或JBOSS等，客户端通过标准的WEB浏览器访问。系统通过JDBC访问数据库，提供HTTP方式供监测用户通过IE等主流浏览器访问，进行对现场监测终端的维护和监测操作。WEB服务器安装在供电局内的计算机服务器上，具有对线路、杆塔、设备等档案进行管理、高速球机参数配置、实时数据抄读、历史数据查询分析及报警等功能。数据库服务器采用ORACOLE 10G数据库，提供数据的存储和查询。系统人机界面如图3所示。监控中心可以实时监控输电线路的运行状况。当有人为外力、自然外力等入侵时，前端传感器采集信息，立即触发报警。监控中心接收到报警信息后，自动启动视频监控，工作人员在界面上可以看到告警的监测点位置，从而快速采取措施。当工作人员需要了解输电线路状况时，可以手动打开视频监控，通过调整云台预置位，实现对线路上的各个部分实时监控拍照，及时发现隐患，以防患于未然。
四、结束语
利用3G技术的视频传输功能，实现电网运行信息的实时传输，能满足电网监测的要求。将3G移动视频业务与电力系统已有的监控系统结合，可以在有线宽带不能覆盖的区域安装监测装置，实现视频监控。同时，维护人员在监控中心可以实时了解输电线路运行状况，对故障做出快速反应，实现了维护水平先进，使巡检工作的效率得到了较大提高。系统经过在输电线路实地安装运行，效果良好。基于3G无线网络的视频监控系统具有实时、快速、准确的特点，在未来必将有极大的推广价值。
参考文献：
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（责任编辑：刘辉）
基于3G网络的视频监控系统设计 篇6
随着当今科技领域网络通信技术的快速发展, 对视频等多媒体信息的需求与日俱增, 能通过视频信息更为方便、快捷地交流与沟通, 加速了视频通信技术的发展。视频信息的安全关系到个人隐私以及企业的商业秘密, 而公用网络的开放性给视频信息安全保密性造成了威胁, 视频信息的高安全性传输是必须要解决的问题。
基于3G网络的视频加密传输技术综合了视频压缩编码技术、3G网络技术、视频加解密技术等, 是一种综合性技术。近年来, 3G网络技术已经成熟稳定地应用, 高速传输为无线网络视频监控提供了强力支持。由于视频压缩处理技术在逐渐改进, 压缩比不断提高, 使视频信号传输对网络带宽的要求不断降低, 画质的清晰度逐步提高。视频加解密以及网络信息安全技术为系统安全性提供了保障, 结合嵌入式、DSP以及智能图像分析技术等在视频监控中的全面应用, 使监控系统在视频质量、处理能力以及功耗等方面都得到了显著改善。
1 系统结构及工作流程
1.1 系统结构
3G视频加密监控系统弥补了有线网络视频监控系统的不足。当传输线路的有线网络被切断或者发生故障时, 能够通过无线网络传输来弥补。且监控前端能够在移动状态时完成监控工作, 从而对有线网络视频监控系统难以布局的区域进行监控。所以建立安全性、移动性较高的无线网络监控系统, 是对有线网络视频监控系统部署的完善。
基于3G网络的视频加密监控系统主要由三部分组成:网络传输子系统、监控前端子系统、后台监控子系统。其系统结构如图1所示:
监控前端子系统负责完成的主要工作包括:视频采集、压缩编码、加密、前端存储、3G网络传送等。视频数据的传输由网络传输子系统负责, 通过宽带网络将数据传送到后台监控子系统。后端监控子系统所负责任务包括:实时监控、视频数据的接收、解密、后端存储、检索、回放等。
后端监控子系统被隔离成为外网区域、监控区域和后处理区域三个不同安全等级区域, 由两种网络单向隔离设备来完成。外网区设备主要完成数据的接收功能, 包括:下载服务器、接入网关以及外网配置终端;监控域设备主要完成实时视频监控以及视频数据下载, 包括:原始数据存储服务器、监控终端以及配置服务器;后处理域设备主要负责视频数据的解密、存储及文件编辑处理等功能, 包括:后处理数据存储服务器、数据库服务器和后处理终端。
1.2 工作流程
前端设备预先写入密钥再向后端传输数据, 确保数据加密后传输。前端设备对监控摄像机的视频信号采样, 采用h.264双码流压缩编码, 通过高级算法加密;一路通过3G网络实时传输数据, 另一路在前端设备内存储数据;通过光纤将后端监控平台接入外网, 从网络端口接收由前端发送过来的加密数据;利用流摆渡设备将数据从外网摆渡到监控平台完成实时监控;同时自动下载前端设备中存储的高质量视频文件, 可以对监控区域的视频文件点播下载;利用文件单向摆渡设备将加密视频文件单向摆渡到后台, 由后处理平台自动实时解密、格式转换和分类存储。用户按照授权检索材料、回放以及信息统计。
2 系统主要功能模块设计
2.1 监控前端模块设计
系统为了解决3G网络拥塞而带来的实时视频数据的丢失问题, 因此, 对加密后的视频数据采用双码流输出。其中, 一路视频数据采用的是前端设备存储、后台下载的方式, 而另一路所采用的实现方式是3G传输模块的实时传输。
网络视频的实时传输对实时性要求非常高。实时传输不仅是出现的时延非常小, 而且最后得到的信号与初始信号的顺序以及时序也必须完全相同。互联网中多媒体数据流采用RTP实时传输协议, 主要提供时间信息, 以便实现多媒体数据流的同步传输。RTP有两个关键特性:第一是RTP有一个时间戳, 使得接收方可以控制回放;第二个特性便是每个分组包含一个序号, 使得接收方能够分辨出数据丢失或无序交付。RTP本身不含确保传输实时性与质量的机制, 而RTP以及RTCP的结合使用便可解决这一问题。RTCP协议会随着RTP协议运行而运行。服务器利用周期性RTCP分组数据中含有的当前已发送分组数据量和丢失分组数据的数量等信息, 改变传输速率。因此, RTCP以及RTP结合使用, 对提高实时数据的传输效率具有一定的作用。RTP对数据传输服务的可靠性并没有要求, 一般采用UDP传输。通过RTCP与UDP配合使用, 使传输效率最优化。
为确保数据的保密性, 系统采用加密性能较好的非对称加密算法, 即SM2加解密。其加解密过程如下:前端设备在向后端传输数据之前预先写入由后处理平台生成的公钥。
公钥由后处理平台随机产生, 并通过软件导出, 如图2所示:
把公钥从后处理平台取出, 然后拷贝到前端设置于计算机内。前端设备连接该计算机进行设置时, 将公钥上传到前端设备进行保存。视频数据经编码后必须使用公钥加密才能进行传输。用于实时传输的视频数据以及存储在前段的以便于下载的高质量视频数据, 均使用动态随机公钥加密。其中, 前端加密时使用硬件或者软件进行加密均可。鉴于监控视频的高实时性要求, 因此系统采用集成专用加密芯片, 不但保证了视频传输的实时性, 同时保证了数据传输的安全性。后端解密时使用私钥解密。私钥由后处理平台生成, 生成之后写入USB-key中。后处理平台操作时, 需插入USB-key。为了使得监控视频的实时性得到保证, 后端采用的解密算法为法卡解密算。数据安全性的实现方式为每次不同的工作任务中均生成新的公私钥对, 不使用已存在的密钥。
2.2 网络传输模块设计
视频采集模块主要由视频A/D、同步逻辑控制、视频数据处理器构成。逻辑产生单元输出同步控制信号, 为保证视频处理的实时性, 使用视频处理专用芯片和高速DSP完成。在监控系统中, 通常安装多个摄像机, 视频采集端要多个模拟视频输入接口同时输入视频信号, 由视频采集模块完成视频信号的多路采集, 实现多点监控。
视频压缩编码采用最先进的H.264算法以及高性能的DSP处理器, 可动态设置视频分辨率、帧率和码率等;采用双码流输出, 一路通过内网传输至3G传输模块, 另一路传输至前端存储设备, 实现本地存储和网络传输分别处理。
使用3G网络视频服务器, 实现3G网络适配与传输功能。监控前端子系统通过3G模块与后端监控子系统建立通信链路;后端监控子系统发送控制命令给前端3G模块, 启动视频传输;3G模块向后端监控子系统的接收模块发送视频数据。通信过程中, 后端向前端反馈网络状况, 以便进行速率控制。
2.3 数据及系统安全设计
通过3G及IP网路传输视频数据, 为防止数据及网络系统遭到攻击, 要从网络架构、业务应用等多层面提供多种安全机制, 构建高度安全网络。
前端视频数据加密存储到SD卡上, 采用专用的自定义格式文件系统。在windows上使用专用软件才能看到SD卡文件, 避免无关人员看到信息。后端监控子系统被隔离成为外网、监控和后处理三个区域, 依靠流摆渡设备实现监控区域的安全性, 该设备只允许外网数据进入监控区域;后处理区域依靠文件摆渡设备实现安全性, 文件摆渡设备确保前端设备上线信息以及视频文件数据在后处理区域只进不出, 保证了后处理区域中数据的绝对安全;监控区域不保存涉密信息, 视频数据不解密, 直至摆渡到后处理平台时自动实时解密、格式转换以及分类存储;数据摆渡到后处理区域后自动删除, 按照安全防护的要求, 主要在外网配置终端加装边界防护、入侵检测系统以及各类防病毒软件, 以减少网络入侵。
3 结束语
3 G网络视频加密监控系统的功能需要进一步完善, 利用智能图像分析, 进行针对特定图像的自动识别以及报警。经过特殊授权, 可采用移动后端设备实现后台监控功能, 并配合语音传输, 实现音视频同步实时传输。采用多SIM卡绑定, 多模传输方式同时传输数据, 可进一步提高3G传输的视频质量。4G移动通信技术正在逐渐普遍应用, 其实施符合移动通信发展趋势, 能够充分满足用户对高速数据以及多种业务的需求, 将对移动视频监控起到较大推进作用。
摘要：文章以3G移动通信原理为基础, 深入研究视频压缩编码、加解密以及网络传输等关键技术, 完成设计3G视频加密监控系统的关键部分。为进一步完善3G视频加密监控系统方面的设计、工程应用和现有产品优化升级提供理论参考, 以便在系统工程建设中有效地解决实际问题。
关键词：3G网络,视频监控,加密传输
参考文献
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3G视频监控系统传输部分的设计 篇7
MPEG-4标准以其高压缩率、高质量成为目前和下一代网上多媒体传输的主要格式和标准。实时传输协议(Real-time Transport Protocol,RTP)是一种提供端到端传输服务的实时传输协议,以支持单目标和多目标广播网服务中传输实时数据,是针对Internet上多媒体数据流的一个传输协议,与传统注重高可靠性数据传输的传输层协议相比,它更加侧重于数据传输的实时性[1,2,3]。随着3G无线传输技术的快速发展和应用,为视频监控系统的设计提供了更多有利条件。笔者研究了一个基于3G无线网络平台的视频监控系统的传输部分的设计与实现。
2 传输部分的设计与实现
2.1 MPEG-4编解码技术
MPEG-4编码标准更加注重多媒体系统的交互性和灵活性,同以前标准的差别在于它是采用基于对象的编码理念,并且MPEG-4具有基于内容的尺度可变性,对图像中的各个对象分配优先级,对重要的对象用较高的时间或空间分辨率来表示[4]。
MPEG-4容错性很强,在易发生严重错误的低比特应用中将提高抗误码能力。MPEG-4拥有一个开放的体系结构,并非一定要实现其完整的体系才可传输解码MPEG-4文件。针对不同的应用,可选择传输解码MPEG-4体系的子集。
2.2 RTP实时传输技术
RTP定义在RFC3550中,是一种提供点对点或点对多点传输服务的实时传输协议。它并不作为一个独立的网络层来实现,本身并不能为按顺序传送的数据包提供可靠的传输机制,也不提供流量控制或拥塞控制,它依靠RTCP(Real-time Transport Control Protocol)来提供这些服务。RTP和RTCP的配合使用使得它们能以有效的反馈和最小的开销达到传输效率最佳化[5]。
实现MPEG-4流媒体传输的关键是如何将其媒体数据封装成RTP包[6]。RFC3016描述了将MPEG-4的音频视频数据直接分片并映射到RTP包中的方法。使用会话描述协议(SDP)来指定音视频流的属性。对于视频,该封装规则以视频对象平面(VOP)为封装基本单元,认为最好将一完整的VOP封装到一个RTP包里,这样RTP包头部的时间戳就可很好地反映其载荷时间结构。但同时也允许将多个完整的小VOP封装到1个RTP包里以减少封装负载,也允许将大VOP分割到不同RTP包里。
由于MPEG-4对每个VOP单独编解码,因此以VOP为单位进行打包既高效又充分利用了MPEG-4的编码特性。为了不造成IP碎片,包长应不超过该网络路径的最大传输单元(Maxium Transit Unit,MTU)。考虑到传输的高效性和丢包的稳健性,取包长为当前VOP大小与路径MTU值中的较小值[7]。RTP包封装MPEG-4数据的伪码表述如下:
2.3 传输部分框架
传输部分的系统框图如图1所示。数据的发送采用开源代码JRTPLIB函数库提供的RTP协议栈来实现,最新的JRTPLIB对RFC3550(IETF对RTP的草案)的实现进行了封装。笔者选择RTP/RTCP来提供实时流服务。其中服务器端的任务是提供配置接口,完成音视频数据采集、事件监控等监控事务,并且与客户端通信,发送媒体数据和通知消息。从客户端应用程序来看,服务器端包括远程管理服务器和媒体服务器。前者负责接收控制命令,反馈服务器状态;后者负责传输媒体数据。客户端可以接收从媒体服务器传来的媒体数据,但是不可直接对媒体服务器进行配置。
服务器在接到请求后在客户机和服务器之间产生2个UDP通道,为RTP通道和RTCP通道。
该系统采用多线程机制,其中服务器有3个主要线程:第1个线程产生并传输RTP包,RTP包封装到UDP包内经过多路复用传到客户机;第2个线程周期性地发送RTCP包;第3个线程监听客户机发来的RTCP包。客户机有3个主要线程,第1个线程一直不断地接收RTP包,剥去UDP/IP包头得到RTP包,除去RTP包头得到最初的muxrtp包,这些muxrtp包经过MPEG-4流媒体文件解码器后被播放;第2个线程从服务器端接收RTCP包;第3个线程周期性地给服务器发送含有客户机统计信息的RTCP包。
2.4 实时传输
下面着重介绍基于RTP的MPEG-4视频实时传输的实现。发送端将音视频流封装到RTP包内通过3G无线网络传送给接收端;同时接收来自接收端的RTCP包对Qo S进行反馈控制。接收端主要是完成RTP包的解包。基于RTP的MPEG-4视频传输框图如图2所示。
当发送端收到已被正常编码压缩的.mp4格式码流后,按照RTP数据传输协议的报文格式装入RTP报文的数据负载段,并配置RTP报文头部的时间戳、同步信息、序列号等参数,此时数据报文已被“流”化了。
接收端收到IP包后先分析RTP包头,判断版本、长度、负载类型等信息的有效性,更新缓冲区的RTP信息,如收到的字节数、视频帧数、包数、序列号数等信息;按照RTP时间戳和包序列号等进行信源同步,整理RTP包顺序,重构视频帧;最后根据负载类型标识进行解码,将数据放入缓存供解码器解码输出。
本传输部分引入了Qo S信息反馈机制。RTP本身并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制,也不提供流量控制或拥塞控制,它依靠RTCP提供这些服务。传输开始后,接收端根据RTP包中的信息周期性回送包含Qo S反馈控制信息的RTCP包到数据发送端(RTCP包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料),以用来反馈监听服务质量和交换会话用户信息等功能,并可以检测发送端和接收端数据的一致性。发送端在发送RTP包的同时会周期性地接收RTCP包,发送端利用利用这些Qo S反馈控制信息动态地改变传输速率,甚至改变有效载荷类型。RTP和RTCP配合使用,能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化,因而特别适合传送实时数据。根据用户间的数据传输反馈信息,可以制定流量控制的策略,而会话用户信息的交互,可以制定会话控制的策略[8]。
3 小结
本系统用MPEG-4压缩编码技术和RTP实时传输技术结合3G无线网络实现了音视频的实时传输,并且利用Qo S反馈控制信息,使发送端有效地动态改变传输速率,使传输效果最佳化。经3G无线网络测试,该传输部分工作稳定,能够起到良好的传输作用。传输后的视频分辨力最大能达到VGA(640×480),最大帧频可达到25 f/s(帧/秒)。
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3G视频 篇8
一、系统架构
(一) 系统主要部分简介
根据系统总体结构, 我们将本系统分为三个部分
1、车载监控部分
车载监控终端部分由摄像头、车载DVR、控制设备和无线路由器组成。摄像头负责采集视频数据并由车载DVR进行编码处理, 把编码后的数据通过模块化的无线路由器传送到远程指挥调度中心。
2、传输部分
传输部分主要采用无线和有线方式进行传输。
(1) 无线方式
在运动车辆上, 主要采用3G (即WCDMA) /Winmax进行视频传送, DVR采集并压缩视频信号后, 通过无线网络把压缩后的视频数据发送到指挥调度中心。而系统中完成DVR与IP网络通讯工作的就是无线路由器。无线路由器最大限度地提高系统的吞吐量, 使无线监控视频更加流畅, 无线路由器支持VPN隧道, 固定IP拨号, 双向认证的功能, 充分保证系统的安全性和稳定性。
(2) 有线方式
有线部分主要对监控中心可进行远程观看。
3、监控中心
在监控中心安装相应的服务器系统和平台软件, 实现对车辆、车场设备的统一管理, 并分发数据流和视频流供工作人员进行监控。实际应用系统中将包含多个服务器, 主要有管理服务器、录像服务器、流媒体转发服务器以及若干应用服务器, 每个应用服务供若干功能。
4、应用软件
工作人员通过客户端软件对本系统进行操作和管理, 根据用户权限获取相应的视频和其他相关信息, 同时也可通过本系统下达指令对司机进行极具现场感的远程指挥, 在紧急情况下可通过本系统对乘客进行指挥和引导。
5、系统互联
为进一步通过本平台和其他系统进行互联, 平台软件预留多个接口, 实现和公安、媒体、物流等行业的信息共享和联动。同时也具备向公众用户进行信息发布的功能。其他业务系统也可接入本系统, 实现各个系统的统一操作和有效联动, 达到1+1〉2的应用效果。
(二) 车载监控终端
车载智能终端 (即车载DVR) 采用专业车载设计, 适应汽车电源并采用高抗震设计 (结合机械减震、电子抗震和软件抗震专利) , 使用可抽取的普通2.5寸硬盘;具有多种模式安防监控录像功能 (手动、定时、报警联动) 和快速方便的查询回放模式, 产品具有高速USB2.0接口, 宽带网络接口, 方便数据备份。
车载智能终端既可以独立使用, 也可利用扩展内置GPS全球定位系统和WCDMA通讯模块, 构造无线视频监管系统, 进行远程调度管理和实时监控。
车载监控终端可以独立完成车上视频录音、录像、监控功能, 更可以进行扩展配置成具有无线网络监控管理的系统, 完善和提高管理部门对车辆的监管能力, 对重点区域、重点路线进行更加及时、紧密的监控。
整个视频监控管理系统软件平台分为两个主要部分:
1、服务器部分
实现对系统的管理和设置, 包含中心管理服务器、设备接入服务器、转发服务器、数据库服务器等, 各个服务器有机结合形成一个服务器组, 用户可根据需要做一定的裁减和部署以适应具体项目要求。
2、客户端软件
实现对系统中车辆视频和轨迹的实时监控、历史回放、报警设置、电子地图等功能。软件采用C/S和B/S兼顾的模式, 一般工作人员可采用B/S方式进行操作, 但功能相对简单, 系统管理人员可采用C/S方式进行操作以体现系统全部功能。可参见软件功能介绍。
(三) 软件功能介绍
1、功能区域
(1) 树状列表区域:在本区域可以获得当前已上报的车辆信息, 该信息由DVR通过无线信道上报。可以实时显示车辆的在线、报警等状态信息。
(2) 地图区域:地图区域用于GIS地图操作, 具有基本操作 (放大, 缩小, 移动、更换) 、地理数据测量、路径匹配、车辆轨迹定位和跟踪等功能。
(3) 视频显示区域:用于显示视频, 可选择多种显示方式, 如六画面、九画面等, 该窗口可以切换成报警设置、事件查询、录像查询等窗口。
(4) 信息显示区域 (窗口) :主要用于显示报警信息, 包含报警源、报警时间、报警类型等信息。
(5) 状态信息区域:提供车辆速度和位置等主要信息。
系统支持双屏显示, 地图和视频可分别显示在不同的屏幕上, 便于用户使用。在单屏时, 用户也可根据关注点的不同自行调整移动窗口的布局, 使视频或地图处于主画面位置。
2、主要功能
(1) 通过无线信道实现对车内、车外情况的视频监控和录像调看。
(2) 提供完善的矢量电子地图, 除基本的地图操作外, 还具备测量、编辑、查询、站点添加等高级功能。
(3) 通过GPS和GIS系统, 实现对车辆运行路线的监控和管理, 提供矢量电子地图供用户进行定位和查询, 系统可根据地图信息告知车辆附近标志性建筑物, 便于用户确定车辆位置。
(4) 对报警和异常迅速响应, 具备完善的视频联动功能, 提供车辆运行信息、轨迹信息和视频信息帮助工作人员进行分析和处理。
(5) 通过录像分析工具, 重现案发时刻的情况, 可根据报警事件进行查询以迅速定位可疑录像。可按照时间进行查询, 将同一辆车的多个通道同时进行播放, 便于工作人员对比分析, 支持快进 (最快高达100倍) 、慢放、倒放、逐帧播放。可以实现对多辆车辆的长时间录像数据进行备份、查找、播放的方便操作。录像本身命名体现出车辆信息、时间信息、通道信息, 在视频播放中也可以直观看到, 方便对文件的管理。
(6) 现有的场站网络资源有限, 大多采用拨号上网的方式, 系统支持DNS (动态域名解析) , 适合公共INTERNET特别是拨号上网的网络环境。
(7) 支持多种类型的普通DVR和IP CAMERA, 可实现在同一平台上对原有车站等处监控系统的接入。
(8) 具有完善的车辆管理信息, 可独立构建车辆和司机数据库, 便于工作人员查找重要信息。
各种车辆运行信息、轨迹信息和视频信息等形成统一报表, 供领导和工作人员定时查询
(四) 无线传输设计
现有无线网络主要有以下几种:
1、微波数据网传输技术
2、卫星通讯网技术
3、基于运营商的无线网络传输技术
4、无线局域网技术 (包含Wi MAX技术)
其中前两种技术由于运行成本过高, 不适合车辆应用。
基于运营商的无线网络传输技术也就是利用现有无线网络运营商的平台进行网络传输, 主要采用中国联通的GSM/WCDMA网络。通过分析数据发送所用时间, 获取无线网络的实时带宽, 并以此对视频编码参数和码流控制策略进行调整。
1、对数据包进行分析和纠错, 以适应无线网络误码高的特点。
2、增加缓冲池容量, 改变缓冲策略, 保证数据的平稳发送和接收。
3、在线路条件允许的情况下, 采用多路GSM/WCMDA信道捆绑的方式传输视频数据, 实现较好的视频效果。
视频数据传输优先采用组播方式, 并具有RTP/RTCP控制功能。在组播受限的场合下, 可通过流媒体转发服务技术, 在两个低带宽连接的子网络之间采用转发服务器以隧道方式进行视频数据的转发, 有效避免网络瓶颈, 流媒体转发服务器可级联并支持无线窄带网络。
二、3G无线监控视频系统
车辆发生事件较多, 车内视频录像的实时传输势在必行。3G业务开展后, 实现车辆3G视频传输, 通过服务器、电视墙进行视频存储和监控。
3G无线视频监控是采用成熟的WCDMA (3G) 无线网络, 集高清晰度变焦彩色摄像机、多功能解码器、无线传输模块于一体的新一代高科技监控产品。人性化的一体式设计减少了系统部件之间的连接, 提高了系统的可靠性, 简化了产品的安装, 轻巧灵活, 操作简单, 使用方便, 只要有WCDMA网络覆盖的地方, 现场用户只要打开电源开关, 多个授权用户便可通过手机、联网电脑同时观看视频图像。
从车辆内部监控存储的考虑, 由于车辆在路上行驶颠簸比较频繁, 间接地影响了监控存储的寿命。如何提高存储设备的寿命就成了重要的问题。
市场上车载监控大致上可以分为三种:1、可实时观看图像, 车内可以进行存储。2、只对车内部存储, 定期由公司人员进行复制和备份。3、采用FLASH盘, 进行存储
三种方式中第一种和第二种存储方式性价比最高, 可大大提高存储的时间。而且第一种而且可以进行实时的观看, 存储的格式可以达到D1格式。如果是第三种方式则存储时间短, 擦写的次数有一定的限制, 不适合视频录像存储。
参考文献
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3G视频 篇9
视频电话是第三代移动通信技术 (3G) 的代表性业务, 通过3G无线通信网络为用户提供音视频交互的服务。3G视频电话采用的是基于电路交换的3G-324M协议。3G-324M协议包含以下几个子协议标准:语音编码标准 (3GPP-AMR、G.723.1) 、视频编码标准 (H.263、MPEG-4、H.261) 、数据编码标准 (V.14、LAPM (Link Access Procedure for Modems) ) 、多路复用和分离标准 (H.223) 和呼叫控制标准 (H.245版本3以上) [1]。其中在视频编码方面, H.263是强制标准, 而MPEG-4的简单档次和H.261是可选的;音频编码方面, AMR是强制标准, 推荐支持G.723.1和G.722.2标准。
Android是Google公司发布的基于Linux平台的开源移动操作系统的名称, 是目前最受欢迎的智能手机操作系统, 根据2011年第4季度的统计数据, Android占据全球智能手机操作系统市场52.5%的份额[2], 在中国市场的占有率更高达68.4%[3]。
随着3G浪潮的兴起, 用户对于视频电话的需求越来越强烈, 然而目前市场上支持3G视频电话的Android手机却并不多。针对这种现状, 本文提出一种在Android系统上实现3G视频电话的方案。本文首先介绍了视频电话的系统结构, 接着对视频电话的软件框架和工作流程进行了分析, 最后深入探讨了视频电话多媒体模块的实现。
1、系统结构设计
本方案的系统结构如图1所示。本方案选择福州瑞芯微电子公司的RK28xx芯片作为应用处理器。RK28xx芯片是基于双核 (ARM926E-JC1616K+CEVA1620) 与硬件加速器架构的高集成、高性能、低功耗的数模混合SoC芯片, ARM的最高频率为600MHz[4]。由于3G-324M协议的开发比较复杂, 为了降低开发成本、缩短开发周期, 本方案选择了集成3G-324M协议栈的无线通信模块, 该无线模块支持TD-SCDMA与GSM两种模式。
在本方案中, RK28xx运行Android系统, 负责视频的采集、编解码、显示, 而无线模块提供3G-324M协议栈功能及并完成音频采集、编解码、播放的工作。下行通路上, 3G-324M协议栈从网络获取3G-324M协议的数据包并解析, 音频数据由无线模块解码播放, 视频数据传给RK28xx解码后送显示屏显示;上行通路上, RK28xx的视频编码数据与无线模块的音频编码数据根据3G-324M协议打包后, 通过网络发送给对方。在视频通话过程中, RK28xx可以通过AT命令 (ATtention, 终端设备与终端适配器通信的命令, 用户可以通过AT命令进行呼叫、短信、电话本、数据业务等方面的控制) 实现对3G-324M协议栈的控制, 如接听或挂断电话, 禁止或恢复对方听到声音。
RK28xx与无线模块通过USB转串口的方式进行通信, 即一个USB接口复用成多个串口, 其中一个串口用于视频通话过程中视频数据的交互, 另一个串口用于RK28xx和无线模块之间AT命令的交互。USB转串口的驱动程序在Android系统的内核驱动中已经实现。在视频通话过程中, 无线模块向网络发送数据的速率需要符合3G-324M协议所规定的64kbps的信道带宽, 即每秒64kb的数据中包含48kb的视频数据, 12.2kb的语音数据以及一些控制信息。由于语音数据由无线模块负责采集, 控制信息在协议栈打包数据时候生成, 所以RK28xx只需要尽量精确地控制视频数据的发送速度为48kbps。如果发送速率过大, 会造成信道传输数据时丢失数据, 对方无法正确解码某些视频帧;如果发送速率偏小则没有充分利用信道带宽。
2、视频电话的软件框架和工作流程
Android采用软件堆层的架构, 从下至上分为四个层次:第一层是Linux操作系统及驱动, 第二层是本地代码 (C/C++) 框架和Java运行环境, 第三层是Java框架, 第四层是Java应用程序[5]。
基于Android系统的架构和3G视频电话的特点, 本方案设计了一种3G视频电话的软件框架, 该框架由视频电话应用程序、电话模块、照相机模块、多媒体模块和显示模块组成, 如图2所示。其中电话模块、照相机模块、多媒体模块和显示模块都包含了第一、第二、第三层次的部分, 这四个模块受到应用程序的统一调度, 模块之间只能传输数据而不能传送命令。
视频电话应用程序:为用户提供视频电话的界面, 接受用户的指令来完成视频电话功能。Android系统提供的电话应用程序中并没有视频电话的功能, 需要在其基础上增加视频电话的界面和接口。
电话模块:与无线模块交互AT命令, 完成呼叫、短信、数据连接等功能。Android系统的电话模块主要分为无线模块驱动、无线接入层、电话服务框架三部分, 功能已经比较齐全, 本方案根据无线模块的视频电话的业务流程对电话模块的无线接入层中AT命令的交互部分进行了修改。
照相机模块:按照固定的帧率采集YUV格式的视频数据并分两路输出, 一路数据送给显示模块用于本地预览, 一路数据经过多媒体模块的视频编码器编码后发送给对端。
多媒体模块:集成了视频编码器和解码器, 将照相机采集的视频数据进行编码, 通过串口输出至无线模块;读取串口, 将无线模块收到的视频数据进行解码, 送给显示模块进行显示。
显示模块:显示模块将各个应用程序的界面进行合并、显示。视频通话时, 需要在屏幕上同时显示本地预览图像和对方图像。对方图像通过软件方式, 即Android的SurfaceFlinger类来合并;本地预览图像的显示帧率较高, 通过效率更高的硬件方式, 即Android的Overlay系统在主显示区域上进行叠加显示。
视频电话建立连接的过程如下:
(1) 主叫方:在电话应用中拨打视频电话;启动照相机, 屏幕上显示本地预览图像;电话模块下发AT命令请求建立连接。
(2) 被叫方:电话模块收到请求连接的AT命令, 电话应用程序进入来电界面;启动照相机, 屏幕上显示本地预览图像;选择接听视频电话, 电话模块下发接听的AT命令。
(3) 主被叫双方建立连接, 多媒体模块开始工作。
视频电话断开连接的过程如下:
(1) 主动挂断方:在电话应用程序中挂断视频电话, 电话模块下发AT命令断开连接。
(2) 被动挂断方:电话模块收到断开连接的AT命令, 返回ok。
(3) 通话双方断开连接, 各模块停止工作。
3、视频电话多媒体模块的实现
多媒体模块与视频电话应用程序、照相机模块、显示模块、无线模块都有交互, 接口多而复杂, 是方案实现的难点与重点。本方案采用PacketVideo公司的开源项目OpenCore作为Android系统的多媒体实现核心。OpenCore主要包括媒体播放器PVPlayer、媒体记录器PVAuthor和视频电话组件PV2Way三大部分, 并使用了多媒体库标准OpenMAX IL作为编解码插件[5]。
3.1 PV2Way框架的修改
PV2Way是提供视频电话功能的软件开发包, 其中包含了3G-324M协议栈[6]。PV2Way用读写文件的方式模拟了视频数据的输入和输出, 通过先写入缓冲区再读取缓冲区的方式模拟了串口发送、接收数据。本方案在PV2Way的基础上进行了改进。首先, 由于本方案使用无线模块提供的3G-324M协议栈, 需要在PV2Way中去掉对协议栈的使用, 并对状态机做相应的修改;其次, PV2Way需要实现真正与串口通信的接口[7];第三, PV2Way的输入方式需要从读取视频文件改成照相机实时采集图像, 输出方式需要从写视频文件改成送屏显示。基于以上三点, 修改后的PV2Way框架包括视频输入、编码器、视频输出、解码器、串口通信5个部分, 如图3所示。
3.2 串口通信类的实现
串口通信类封装了对串口的操作, 并对接收到的数据进行预处理。串口通信类的实现方法如下:
(1) 在串口通信类的构造函数中, 打开串口, 设置串口并清除串口缓冲区中的数据。在串口通信类的析构函数中关闭串口。
(2) 串口通信类收到编码器输出的一帧数据后, 直接向写串口写数据。必须保证每次写串口的操作都是成功的, 否则发送给对方的数据就会存在错误。
(3) 串口通信类创建一个读取线程来读取串口数据。由于解码器需要视频数据以帧为单位送入, 因此读取线程无需频繁地去读取串口获取小段的数据, 而是应该采用效率更高的方式, 即每隔一段时间 (约100ms) 去读取串口, 每次读出大约一帧的数据。每次从串口读取到的数据并不一定恰好是一帧H.263数据, 因此从串口读取数据后需要先搜索H.263帧的头部, 进行H.263帧的拼装。由于H.263帧的头部中不包含帧长度的信息[8], 所以在收到第N+1帧的头部后, 才能认为第N帧接收完毕, 将第N帧添加到发送队列中传给解码器。H.263编码码流中每隔几帧会有一个I帧, 每个I帧之后的P帧的解码会依赖于这个I帧。考虑到通信过程中存在误码、丢数据等情况, 在搜索到H.263帧头后需要判断该帧是否为I帧。只有在收到第一个I帧之后才能认为串口开始接收到了正确的数据, 可以开始向解码器传输视频数据, 否则在收到I帧之前解码出的图像不正确。
4、结束语
采用本方案设计的设备与多款3G手机实现了视频电话互通。视频电话的建立时间在两秒左右, 视频的帧率为10帧/秒, 分辨率为QCIF (176*144) , 图像质量较好, 音视频基本同步。测试结果表明, 基于本方案设计的视频电话具有良好的兼容性和通话性能, 达到了预期的设计目标。本方案已经应用于新一代智能信息机平台上, 并申请了国家发明专利。
本方案还可以根据客户的需求进行一些改进, 例如支持更先进的MPEG-4标准以提升视频质量, 增加在视频通话过程中保存远端图像或录像等功能。
摘要：针对3G视频电话业务的日益增长和Android操作系统的广泛应用, 提出了一种基于Android系统实现3G视频电话的方案。方案以RK28xx芯片和无线模块为平台, 设计了视频电话的软件框架和工作流程。方案采用开源项目OpenCore作为多媒体模块的核心并对其进行了改进。测试结果表明, 采用此方案设计的设备可以与其他3G手机进行视频通话。
关键词：Android系统,3G视频电话,3G-324M协议,RK28xx芯片,OpenCore
参考文献
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[3]易观智库.2011年第4季度中国移动终端市场季度监测[EB/OL].http://www.enfodesk.com/SMinisite/mainin-fo/articledetail-id-314373.html
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[5]韩超, 梁泉.Android系统原理及开发要点详解[M].北京:电子工业出版社, 2010
[6]PacketVideo Corporation.PV2Way Developer's Guide[EB/OL].https://android.googlesource.com/platform/ex-ternal/opencore.
[7]PacketVideo Corporation.PV2Way Communications I/O Development Guide[EB/OL].https://android.google-source.com/platform/external/opencore.
3G视频 篇10
Hi3515作为海思半导体公司推出的一款视频监控应用芯片，其搭载了高性能的ARM9处理器内核，并且集成了视频硬件加速引擎，从而大幅度提高了芯片的视频处理能力。同时Hi3515支持H.264和M-JPEG等多种编解码标准，满足了无线监控系统对视频格式的要求。本文提出了一种基于Hi3515和3G网络的视频监控方案，实现了整个系统的软硬件设计，并在视频监控的前端，特别增加了智能视频处理和智能控制的功能。
1 监控系统总体方案
该监控系统主要由视频监控前端、手机终端、PC用户终端和FTP服务器终端等部分构成，系统的总体结构如图1所示。实现了视频监控数据的采集、分析、压缩、传输以及控制的基本功能;结合3G无线网络，只有当异常发生时，监控前端才会主动向手机终端发送彩信报警信息，同时异常视频数据也会传输到PC终端;用户可以通过PC终端登录邮箱和FTP服务器，对前端采集到的视频数据进行查看，并且可以根据需要，通过手机向前端发送控制短信，请求发送视频数据;利用具有特定监控系统的PC终端，能够获取监控前端的电子地图和周边信息，通过可视化的操控界面，可以对监控前端进行实时控制。
1.1 视频监控前端
视频监控前端主要由数字摄像头、视频服务器以及3G模块构成。视频服务器主要是基于海思半导体公司的Hi3515芯片设计的嵌入式系统，采用配套的Hilinux操作系统进行开发。3G模块采用的是SIM5216E，这是一款支持WCDMA在内的多频段3G模块，并且集成了MMS,TCP,IP,SMTP,FTP等网络应用协议。视频监控前端的主要功能有:1)前端上电后，插入USIM卡的3G模块首先寻找移动网络进行注册，注册成功后就顺利接入3G移动网络;2)摄像头将前端采集的视频数据送入Hi3515，并通过智能算法进行实时分析，若有异常事件发生，便会触及编码程序，将相应的视频数据进行JPEG和H.264编码，并分别存储到本地;3)Hi3515将本地存储的视频数据传输给3G模块，经由3G模块进行网络协议打包封装后发送到移动网络;4)视频监控前端通过智能控制程序，实现了定时向用户发送视频数据和接收用户请求发送视频数据的功能，提高了系统应用的方便性和灵活性。
1.2 手机终端
手机终端主要针对具有彩信功能的用户手机。当异常事件发生时，手机终端会收到由视频监控前端发送的报警彩信[4]，用户可以根据彩信的内容对事件进行初步判断，选择是否登录PC终端进行进一步查看。
1.3 PC用户终端
PC用户终端指的是具有操作系并且能够连接互联网的个人计算机。PC用户终端根据浏览器/服务器通信模式，实现了Web网页登录邮箱和特定的FTP服务器，通过用户身份验证机制，实现了查看异常事件视频数据，并选择性地进行删除和本地存储;在特定PC端集成了监控应用系统，该系统建立了监控场景的信息数据库，可以根据接收到的监控视频数据，调取监控场景的电子地图和监控终端周围的信息，配合多路窗口化显示，实现多路监控。
1.4 FTP服务器终端
FTP服务器终端利用PC机的操作系统，实现FTP服务器的搭建和路由器的设置。在FTP服务器下建立对应不同监控前端的文件夹，可以实现多路视频监控。如果FTP服务器使用的是内部网络，通过以下设定，可以实现外网对内网FTP服务器的访问:进入路由器设置界面，选定NAT或者转发规则的选项，其子菜单下会有设置DMZ主机IP地址的选项，将IP地址设定为FTP服务器主机IP，然后启用即可。
2 视频监控前端硬件设计
视频监控前端硬件电路采用海思公司研发的Hi3515-H.264编解码处理器作为主控芯片，采用SIM-COM公司的SIM5216E无线通信模块作为3G模块。DC-Camera使用CMOS摄像头组模，其中的CMOS传感器芯片采用由美光公司生产的MT9D111。硬件电路主要由Hi3515主控电路、3G通信模块接口电路、视频接口电路、稳压电源电路、实时时钟电路、系统复位电路、系统调试电路等组成[5]，硬件电路的总体结构如图2所示。
Hi3515是一款集成了ARM926EJ内核、视频编解码器、视频硬件加速和图形处理模块的多核高性能高集成的通信媒体SOC处理器。其工作频率可达400 MHz,16 kbyte的指令和数据双Cache，以及内置的MMU，保证了视频监控系统的执行速度与稳定性。同时Hi3515具备丰富的外围接口，包括UART,GPIO,SPI等，为监控系统的硬件设计提供了方便。Hi3515主控电路作为视频监控前端的核心，担负整个系统正常运行、对外围电路进行正确控制的任务。本系统的NAND Flash存储设备选取的容量为1 Gbyte，分别存储uboot、Linux内核、视频分析和智能控制的应用程序，以及经压缩编码后的异常视频数据。DDR SDRAM选取2片256 Mbyte的16 bit DDR2合成32 bit的运存，足以保证大量数据同时运行的可靠性。预留JTAG接口，负责硬件调试。
本系统的3G模块SIM5216E支持HSDPA/WCDMA/GSM/GPRS/EDGE的网络模式，HSDPA的下行数据传输速率达3.6 Mbit/s[6]。可广泛适用于各种3G网络应用解决方案。该模块的特点有:
1)它有2种工作模式可供选择:双频UMTS/HSDPAPC监控中心安装有特定的可视化监控软件，可以通过操作软件实现对监控前端的控制，比如选择传输视频数据或者控制监控前端的视频采集参数;在没有异常事件发生，并且也没有接收到控制命令的情况下，监控前端也会根据提前设定好的时间参数，定时将监控场景的图片以彩信形式发送到用户手机。系统控制软件程序流程见图8。
5 系统功能测试
在WCDMA网络环境下，对手机、邮箱和FTP服务器三方的视频数据接收功能进行了测试。经测试，手机接收彩信、邮箱接收图片和FTP服务器接收视频片段均满足预期设计。测试结果如图9～图11所示。
6 小结
本文设计了一个基于3G移动网络和嵌入式的智能视频监控系统，对视频的智能分析和控制，以及利用3G网络传输数据进行了研究。该系统能够提供较好的远程视频监控服务，使用方便，构建成本低，配合智能视频分析与控制功能，解决了传统3G视频传输中的流量资费问题，提高了系统应用的灵活性。同时，实践证明Hi3515+SIM5216E的组合降低了监控系统开发的难度，缩短了研发周期，是一种较为理想且稳定性高的监控方案。随着3G网络的大幅度普及，本系统配合相应的智能视频分析算法和控制程序，可广泛地应用于仓库监控、森林火灾防护、银行柜台监控以及铁路公交客运等场所，使用手机便可查看监控终端的场景，应用十分方便。
参考文献
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