http://www.paper.edu.cn基于DIRECTSHOW技术的MPEG4编码IP视频监控系统的设计张磊，杨杰武汉理工大学信号与信息处理专业，武汉(430063)E-mail：inoir@163.com摘要：IP监控系统采用新出现的互联网数字技术，并通过有线或者无线IP网络把视频信息以数字化的形式来进行传输。由于采用IP网络进行信息传输,网络的波动和带宽的限制对视频传输会造成很大的影响。IP监控系统必须能够适应这些变化，并且对使用者提供不同等级的服务。为解决这个问题，本文以DIRECTSHOW技术为基础，提出了一个采用MPEG4编码并具有稳定的网络适应性的IP监控系统框架。关键词：视频监控,DIRECTSHOW技术，实时视频流，MPEG4编码标准，RTP/RTCP协议中图分类号：TP21．引言IP是InternetProtocol（因特网协议）的缩写，它是通过计算机网络进行交流的最常用的协议之一。IP监控解决方案就是通过有线或者无线IP网络把视频信息以数字化的形式来进行传输。只要是网络可以到达的地方就一定可以实现视频监控和记录，并且这种监控还可以与很多其它类型的系统进行完美的结合。在制定MPEG4标准之前，运动图像专家组已经制定了两个运动图像的编码标准，即MPEG1和MPEG2。CCITT制定了两个运动图像的编码标准，即H.261和H.263。这种编码方案在编码过程中不考虑图像的具体结构，并且由此可能产生以下主要问题：（1）将图像固定地分成相同大小的块，在高压缩比的情况下会产生严重的块效应；（2）不能对图像的内容进行查询、编辑、回放等操作；（3）没有利用人类的视觉系统的特性。MEPG4编码根据图像的内容将图像分割成不同的视频对像。在编码过程中，前景对像和背景对像采用不同的编码策略：前景对像的编码压缩尽可能保留视频对像的细节和平滑性；对人们不太关心的背景视频对像，采用大压缩比的编码策略，而在解码端用其他的背景拼接成新的背景。基于对像的视频编码，不仅解决了在大压缩比的编码中产生的块效应，而且能实现很高的压缩.本文所设计的IP监控系统就采用MPEG4编码进行网络传输。IP监控中视频数据被定义为一对一或一对多的传输，且其目的是提供时间信息和实现流同步，这就需要提供流量控制或拥塞控制的服务。实时传送控制协议RTCP(Real-timeTransportControlProtocol)和RTP(Real-timeTransportProtocol能够提供流量控制和拥塞控制。在RTP会话期间,各参与者周期性地传送RTCP包.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.因此,服务器可以利用这些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，它们能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化[1]。因而特别适合传送网上的实时数据。本文在设计时就采用了这样一种网络服务机制。接下来的文章组织如下：第二部分介绍了基于DIRECTSHOW技术的IP监控框架的设计，第三部分是实验结果。本文的结论为第四部分。-1-http://www.paper.edu.cn2．基于DIRECTSHOW技术的IP监控框架设计与实现2.1以DIRECTSHOW技术为核心的框架设计视频监控系统一般包括两个部分，监控点和监控中心，通常我们把监控点看成是客户端。负责视频的采集编码发送。监控中心作为服务器，控制的监控端的开关状态，分配监控任务，接收及播放监控点传来的视频。前面提到由于采用IP网络作为传输媒介，网络的波动会给接收端播放视频带来延迟和不连续的影响。同时如果所有的视频信息都通过网络来传输，可能会导致网络的拥堵甚至是网络的崩溃。这是IP监控系统中所需要解决的一个重要问题[3]。在实际中如果只是少数几个监控点的话，那么现有的快速以太（100Mbit）就可以满足传输的带宽需求。用户可以根据网络条件来自行调整压缩比及帧率。网络摄像机的智能化功能已经可以根据事件触发、动态检测和预置时间等条件来选择以何种帧率来发送视频。而需要传输的视频信息不会太多，几乎只有%的时间需要传输信息，90%的时间都没有任何视频信息在网络上传输[4]。本文就这样一个问题提出了一种DIRECTSHOW框架下的解决方案，构建了一个智能的IP监控系统，实现了在不同的网络条件下自动调整视频的压缩比及帧率以适应网络的传输。在这个DIRECTSHOW框架中，我们设计了一组过滤器对视频的压缩比及帧率进行控制并通过RTP协议提供了对网络中传输多媒体流的支持。为了优化传输视频的质量，对视频流采用MPEG4视频编码标准。在GRAPH