徵信器材-徵信器材中視頻質量優化策略研究

徵信器材-徵信器材中視頻質量優化策略研究
隨著自動化技術和軟硬件技術的不斷徵信器材發展，傳統工業對于自動化技術的要求顯著提高，極大地促進了視頻監視技術的發展；同時由于“911”事件的影響，世界對于安全的注重超過以往任何時候，安全防護成了各項活動的重中之重。在工業中，儀器設備的正常運行對工廠的安全正常運行有著決定性的意義，所以很有必要對這些儀器、設備進行監視。在安防中，由于涉及到巨大的人身及財産傷害，對于監視的實時性以及准確性的要求不言而喻。基于此，視頻監視技術取得了長足的發展。而在視頻監視技術的發展過程中，監視視頻的質量成爲徵信器材中最重要的部分。因此對監視視頻質量的優化策略研究直接影響整個徵信器材的性能。

　　1 存在的問題
　　監視視頻的質量主要體現在實時性、流暢性和清晰度等性能指標上。在一般徵信器材中，實時性主要由監視終端視頻處理性能決定。實時性要求客戶端軟件以最快的速率進行網絡視頻數據解碼。由于遠程監視系統中，監視終端存在接收緩沖區，緩存網絡數據流，因此實時性要求數據在緩沖區中幾乎不進行緩存。而對于視頻流暢性，主要由監視終端解碼、顯示速率與網絡視頻流接收速率的相對關系決定，當解碼、顯示速率比視頻流接收速率高時，解碼、顯示會阻塞等待視頻接收，由于此等待過程並非平均分布在每一幀，因此會造成播放視頻流暢性問題。清晰度主要和視頻數據的丟包率有關，在網絡狀況理想的情況下，丟包率主要與監視終端數據處理效率有關，當終端數據處理速率較低時，由于視頻數據累積，會造成接收緩沖區溢出，從而導致丟包率升高，引起清晰度問題。在實際應用中，網絡擁塞對丟包率影響很大，決定了視頻的清晰度。
　　由上述分析可知，要想保證視頻實時性能，必須提高視頻終端的處理性能。而同時由于實時性和流暢性存在矛盾：實時性要求監視終端以最快速率進行數據處理；流暢性要求視頻流進行緩沖，同時控制監視終端解碼、顯示速率。爲了達到好的監視效果，必須找到均衡控制策略，一方面讓視頻進行緩沖，保證視頻解碼、顯示不阻塞，另一方面保證數據快速解碼，不産生累積時延。同時必須對網絡擁塞進行抑制，以保證視頻清晰度。

　　2 優化控制策略
　　2。1 零拷貝緩沖區策略
　　流媒體編程中處理的數據量非常大，減少數據拷貝可以提高客戶端對流媒體數據的處理速度、降低時延以及減輕處理器的負載；也可以減少客戶端因爲數據拷貝，來不及處理後續數據包而帶來的丟包現象。從而節約系統資源，提高流媒體的播放質量。零拷貝緩沖區策略通過合理的緩沖區設計，能減少90%的數據拷貝工作，大大提高系統性能。
　　零拷貝緩沖區策略合並接收緩沖區和解碼器輸入緩沖區，使得緩沖區間的數據拷貝操作變成指針操作。

　　視頻解碼指針，指向待解碼的數據；Write_ptr：接收數據指針，指向網絡數據的存放地址；valid_data_ptr：有效緩沖區首地址，網絡數據存放的首地址。備用緩沖區不存放從網絡接收的視頻流，當如圖2所示，有效數據分爲2塊時，並且解碼數據分別存在于緩沖區中的2個部分，則傳遞給解碼器Read-ptr並不能滿足要求，因此需要使用到備用緩沖區，具體策略是將Read-ptr後的數據拷貝到Buffer_ptr裏，使得解碼數據變成一塊連續緩沖區。由于在徵信器材中，一幀數據的數據量比接收緩沖區小得多，因此發生這種拷貝的幾率很少，而且每次拷貝的數據量也很少，能大大優化系統性能，提高監視終端解碼、顯示的效率。
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