h.265的多路视频流远程实时(附件)
本文设计了一款基于H.265视频编码和解码标准的视频流数据远程实时监控系统，使用多路摄像头采集视频数据导入H.265芯片中实现编码，，同时用OpenCv中的运动检测算法实现对入侵目标的报警和监控。编码后的视频流资料通过无线路由器传入阿里云服务器保存以供手机端查看，手机端通过多编写的流媒体播放器内的编解码软件完成对视频的播放保存和回放，手机端通过RTP/RTSP协议和服务器进行数据实时传输，从而实现远程实时监控的功能，经过测试程序可以完成相应的工作，完成工业或家居的远程监控报警。关键词 H.265标准，RTP/RTSP协议，流媒体服务器，OpenCv
目 录
1 引言 3
1.1 H.265视频编解码研究现状 3
1.2 系统硬件总体设计 3
1.3 客户端的设计 4
2 系统软件设计 5
2.1 视频数据采集模块 5
2.2 视频数据编解码模块 8
2.3安卓手机远程监控模块 9
2.3.1 流媒体视频播放器 9
2.4流媒体服务器模块 11
2.4.1 流媒体服务器 11
2.4.2 主体框架 11
2.4.3 相关协议 12
2.5中央控制模块 15
2.5.1中控模块实现的功能 15
2.5.2帧间差分算法 16
2.5.3中控端编解码器 17
3 H.265标准 17
3.1视频压缩编码的基本原理 18
4 系统测试 19
致 谢 25
参 考 文 献 26
1 引言
在过去的日子里，由于人们普遍采纳模拟技术对图像来进行处理及传送，从而使得对系统资源造成了严重的浪费，还招致取得的图像质量较低，由于只能组成比较简单的网络结构，包括其可延伸性差的监控性能，这种传统的模拟集中监控的方式已逐渐被淘汰，由于不停扩大的监控范围，视频传输的实时性和视频图像效果之间的矛盾也日益凸显。[1]而本文所探讨的H.265是最新一代的视频压缩编码规范，相比之前的H.264运用更高端的技术用以提升编码品质、码流、算法复杂度，得到最 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
合理的配置。H.265相比之前的标准进步之处有：提高压缩效率、降低时延、降低复杂度等。H.265能可以利用1Mbps到2Mbps的传输速度传送一般高清音视频。这样使得视频能够完成实时稳定传输。
1.1 H.265视频编解码研究现状
目前，国外的一些主流编解码设施厂商都在踊跃投资人力物力来加速H.265标准相关产品的上市。今年三月份， 杜比、飞利浦、三菱、通用电气、Technicolor等上个月组建了一个联盟HEVC Advance，意在打造新的H.265专利池，对外收费。与此同时，我国的厂商也在踊跃地投入人力物力研究H.265视频标准。一些国内的大厂商相继推出了支持最新标准H．265的视频播放客户端[2]。
相信不久的将来，用户市场将逐渐拓展到手机终端上，人们可以直接利用手机及平板电脑便可以享用观看由H.265所带来的高清的视频。但相应的代价是，移动客户端解码视频时需要较高性能的芯片支持，并且解码时由于庞大的计算量，其对电量的更高耗费还是个亟需解决的问题，这些问题仍需要各厂商踊跃合作，距H.265大规模推广尚需时日。目前在国内各大网络视频厂商中（如爱奇艺，腾讯视频和优酷），普遍需要支付较高的带宽成本才能获取高清质量如H.264的视频，而一旦采用H.265标准，就能够将带宽资源节约一半。这对视频网站的开发厂家来说无疑是一个振奋人心的消息。
1.2 系统硬件总体设计
本文展开的主要工作是将PC作为视频中控端,向服务器传输实时稳定的视频数据.其目的是运用IP摄像头高效稳定地采集视频流数据,然后将视频帧数据用OpenCv视觉库中相关跟踪算法实现入侵检测报警功能，然后导入H.265编码器实现快速采集和快速编码，随后上传相对体积小很多的视频。安卓端经过服务器地址列表实现对建立在网络协议RTP/RTCP基础上的多个视频URL地址的访问，利用Android studio环境下以vitamio为框架导入相关API接口实现对视频的播放功能[3]。如图1所示，用笔记本电脑和摄像头通过POE交换机组建成一个简单的局域网，当然也可以通过笔记本电脑访问无线路由器获取相关视频数据[4]。
图1.1 网络视频监控系统拓扑图
1.3 客户端的设计
应用程序模块主要包含视频流采集模块 、H.265 编解码模块，网络传输模块，云台控制模块，其中用到的设备有：
1 多路IpCamera：采用400万高清数字监控摄像头 iIpCamera高清网络监控H.265解码，清晰度: 4MP 1080p可监视距离: 30米及以上，负责采集数据。
2 监控中心(本地图像数据服务器) ：64位windows电脑 ，可负责监控同时回放、暂停、存储视频流数据，实现对视频流的编解码和上传云服务器。
3 外网出口路由器：负责上传监控中心的数据，实现外网连接。
4 远程云服务器：存储监控中心数据并实时传送给安卓终端。
5 安卓手机终端：用户可通过手机终端实现实时查看摄像头监控画面。应用程序模块主要包含图像采集模块 、H.265 编码模块、网络传送模块 、中央控制模块，如图2所示：
图1.2 模块层次图
2 系统软件设计
本系统由于经费问题选择的图像采集设备是电脑内置摄像头，软件模块设置的功能有：视频回放和存储，对监控范围内动态目标的报警，其中保存视频和移动目标检测报警是PC端主要实现的功能。系统软件模块录像功能的实现参考2.1和2.2，将监控场景的实施形态以视频的形式存储在磁盘中，并通过H.265压缩编码打包发送给服务器端进行保存，这也为用户后期还原监控场景提供可能，是视频监控系统的重要功能[5]。
目 录
1 引言 3
1.1 H.265视频编解码研究现状 3
1.2 系统硬件总体设计 3
1.3 客户端的设计 4
2 系统软件设计 5
2.1 视频数据采集模块 5
2.2 视频数据编解码模块 8
2.3安卓手机远程监控模块 9
2.3.1 流媒体视频播放器 9
2.4流媒体服务器模块 11
2.4.1 流媒体服务器 11
2.4.2 主体框架 11
2.4.3 相关协议 12
2.5中央控制模块 15
2.5.1中控模块实现的功能 15
2.5.2帧间差分算法 16
2.5.3中控端编解码器 17
3 H.265标准 17
3.1视频压缩编码的基本原理 18
4 系统测试 19
致 谢 25
参 考 文 献 26
1 引言
在过去的日子里，由于人们普遍采纳模拟技术对图像来进行处理及传送，从而使得对系统资源造成了严重的浪费，还招致取得的图像质量较低，由于只能组成比较简单的网络结构，包括其可延伸性差的监控性能，这种传统的模拟集中监控的方式已逐渐被淘汰，由于不停扩大的监控范围，视频传输的实时性和视频图像效果之间的矛盾也日益凸显。[1]而本文所探讨的H.265是最新一代的视频压缩编码规范，相比之前的H.264运用更高端的技术用以提升编码品质、码流、算法复杂度，得到最 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
合理的配置。H.265相比之前的标准进步之处有：提高压缩效率、降低时延、降低复杂度等。H.265能可以利用1Mbps到2Mbps的传输速度传送一般高清音视频。这样使得视频能够完成实时稳定传输。
1.1 H.265视频编解码研究现状
目前，国外的一些主流编解码设施厂商都在踊跃投资人力物力来加速H.265标准相关产品的上市。今年三月份， 杜比、飞利浦、三菱、通用电气、Technicolor等上个月组建了一个联盟HEVC Advance，意在打造新的H.265专利池，对外收费。与此同时，我国的厂商也在踊跃地投入人力物力研究H.265视频标准。一些国内的大厂商相继推出了支持最新标准H．265的视频播放客户端[2]。
相信不久的将来，用户市场将逐渐拓展到手机终端上，人们可以直接利用手机及平板电脑便可以享用观看由H.265所带来的高清的视频。但相应的代价是，移动客户端解码视频时需要较高性能的芯片支持，并且解码时由于庞大的计算量，其对电量的更高耗费还是个亟需解决的问题，这些问题仍需要各厂商踊跃合作，距H.265大规模推广尚需时日。目前在国内各大网络视频厂商中（如爱奇艺，腾讯视频和优酷），普遍需要支付较高的带宽成本才能获取高清质量如H.264的视频，而一旦采用H.265标准，就能够将带宽资源节约一半。这对视频网站的开发厂家来说无疑是一个振奋人心的消息。
1.2 系统硬件总体设计
本文展开的主要工作是将PC作为视频中控端,向服务器传输实时稳定的视频数据.其目的是运用IP摄像头高效稳定地采集视频流数据,然后将视频帧数据用OpenCv视觉库中相关跟踪算法实现入侵检测报警功能，然后导入H.265编码器实现快速采集和快速编码，随后上传相对体积小很多的视频。安卓端经过服务器地址列表实现对建立在网络协议RTP/RTCP基础上的多个视频URL地址的访问，利用Android studio环境下以vitamio为框架导入相关API接口实现对视频的播放功能[3]。如图1所示，用笔记本电脑和摄像头通过POE交换机组建成一个简单的局域网，当然也可以通过笔记本电脑访问无线路由器获取相关视频数据[4]。
图1.1 网络视频监控系统拓扑图
1.3 客户端的设计
应用程序模块主要包含视频流采集模块 、H.265 编解码模块，网络传输模块，云台控制模块，其中用到的设备有：
1 多路IpCamera：采用400万高清数字监控摄像头 iIpCamera高清网络监控H.265解码，清晰度: 4MP 1080p可监视距离: 30米及以上，负责采集数据。
2 监控中心(本地图像数据服务器) ：64位windows电脑 ，可负责监控同时回放、暂停、存储视频流数据，实现对视频流的编解码和上传云服务器。
3 外网出口路由器：负责上传监控中心的数据，实现外网连接。
4 远程云服务器：存储监控中心数据并实时传送给安卓终端。
5 安卓手机终端：用户可通过手机终端实现实时查看摄像头监控画面。应用程序模块主要包含图像采集模块 、H.265 编码模块、网络传送模块 、中央控制模块，如图2所示：
图1.2 模块层次图
2 系统软件设计
本系统由于经费问题选择的图像采集设备是电脑内置摄像头，软件模块设置的功能有：视频回放和存储，对监控范围内动态目标的报警，其中保存视频和移动目标检测报警是PC端主要实现的功能。系统软件模块录像功能的实现参考2.1和2.2，将监控场景的实施形态以视频的形式存储在磁盘中，并通过H.265压缩编码打包发送给服务器端进行保存，这也为用户后期还原监控场景提供可能，是视频监控系统的重要功能[5]。
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