3g网络视频监控系统与监控方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及视频监控领域，尤其涉及3G网络视频监控系统与监控方法。
【【背景技术】】
[0002]目前，远程视频监控系统已经广泛应用于工矿企业生产现场监控、电信机房监控、城市交通管理等领域。随着移动通信技术的发展，无线数据传输的速度有了很大提高，为远程无线网络视频监控提供了条件。当前，远程无线网络采用GPRS网络(General PacketRad1 Service，通用无线分组业务^GPRS无线视频监控系统分为现场视频采集站点、GPRS网络及远程视频服务器3部分。现场视频采集站点与远程视频服务器之间通过GPRS网络建立TCP连接，传送视频编码和控制指令。现场视频采集站点作为TCP连接的客户端，远程视频服务器作为TCP连接的服务端。现场视频采集站点在上电后自动寻找远程视频服务器。而远程视频服务器在与现场视频采集站点建立TCP连接后，通过发送指令远程控制视频采集的开始、结束以及是采用单帧采集还是连续帧采集。
[0003]然而，采用GPRS网络有以下缺陷:1.GPRS会发生包丢失现象；2.实际速率比理论值，理论上的最大值172.2kbps，实际使用网络带宽一股在32kbps?96kbps之间；3.调制方式不是最优；4.存在转接时延。
[0004]因为GPRS有以上缺陷，所以应用到视频监控中，常因丢包而出现图像花屏，延迟比较大，图像很不连续。因此，现有技术需要改进和提高。
【
【发明内容】
】
[0005]为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种3G网络视频监控系统与监控方法，让图像更加流畅和延迟更小，不再有花屏。
[0006]本发明提供了一种3G网络视频监控系统，包括发送端，设置于网络摄像机，发送网络监控画面，包括帧率速率控制、视频编码器与发送模块；帧率速率控制，通过应答机制掌握当前网络带宽，并根据所述当前网络带宽，对视频编码器的编码策略和发送模块的发送策略进行实时调整；接收端，包括反馈控制、视频解码器与QoS监视，接收所述发送端所发送的网络监控画面。
[0007]作为本发明的进一步改进，所述帧率速率控制动态调整所述视频编码器编码过程中I帧出现的几率，在网络带宽达到理想值的时候加大画面组值，在网络带宽未达到理想值时，减小画面组值。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述帧率速率控制优化所述发送模块的发送策略，增加I帧发送几率。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述帧率速率控制优化所述发送模块的发送策略，增加有效帧对网络带宽的占用，减少无效帧对网络带宽的耗费。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述帧率速率控制优化所述发送模块的发送策略，采用带有重发机制的协议确保I帧不会在网络上丢失。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述发送模块发送所述网络监控画面经过发送端UDP层传输时，动态检查数据的失序差错，并所述数据的失序差错动态调整所述视频编码器的编码策略并选择性的重发数据，保证传输的流畅。
[0012]本发明还提供了一种3G网络视频监控方法，包括以下步骤:发送端通过应答机制掌握当前网络带宽；所述发送端对视频编码器的编码策略进行实时调整；所述发送端对发送模块的发送策略进行实时调整；发送网络监控画面至接收端。
[0013]本发明的有益效果是:
[0014](I)通过选择性的重发机制，保证传输的流畅性，图像的完整性；
[0015](2)通过对发送策略的调整，可以增加有效帧对带宽的占用，减少无效帧对带宽的耗费；
[0016](3)通过动态调整编码过程中I帧出现的几率，使延迟更小，不再有停顿和花屏现象。
【【附图说明】】
[0017]图1是本发明3G网络视频监控系统的模块图；
[0018]图2是本发明3G网络视频监控方法的流程图。
【【具体实施方式】】
[0019]下面结合【附图说明】及【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0020]如图1所示是3G网络视频监控系统的模块图。本实施方式包括发送端1，接收端3，发送端I通过互联网5发送网络监控画面至接收端3。
[0021]发送端I设置于网络摄像机，包括帧率速率控制11、视频编码器13与发送模块15。帧率速率控制11通过应答机制掌握当前网络带宽，并根据当前网络带宽，对视频编码器13的编码策略和发送模块15的发送策略进行实时调整。
[0022]接收端3，包括反馈控制31、视频解码器33与QoS监视37，接收发送端所发送的网络监控画面。反馈控制31通过互联网5反馈信息至发送端1，视频解码器33对接收到的网络监控画面进行解码，QoS监视对网络服务的质量进行监视并及时反馈。
[0023]在本实施方式中，发送模块15发送网络监控画面至发送端RTP层17，再传输至发送端UDP层19，最后通过发送端IP层21发送至互联网5。互联网5传输网络监控画面至接收端IP层41，然后接收端3传输至接收端UDP层39，最后通过接收端RTP层35传输至QoS监视37与视频解码器31，供视频解码器33对网络监控画面进行解码，以及QoS监视37对服务质量进行监视。
[0024]在本实施方式中，帧率速率控制11动态调整视频编码器13编码过程中I帧出现的几率。在MPEG (Moving Pictures Experts Group,动态图像专家组)系列编码算法中，通常用GOP (GROUP OF PICTURE,画面组)这一值来设置I帧产生的间隔，比如当GOP设置为30时，就表示每30帧产生一个I帧。I帧通常占用数据量都很大，很多编码器将GOP设置为120或者更高，这样可以较少I帧出现的概率，从而降低码流；但是当网络带宽不够，丢掉一个I帧，那几秒内无法再正确解码数据帧直到接收到下一个I帧，导致画面长时间停滞。因此，在本实施方式中，在带宽比较好的时候加大GOP值，在带宽比较低时，适当减小GOP值以动态调整视频编码器13编码过程中I帧出现的几率。
[0025]在本实施方式中，当发送端I检测到当前带宽不够的时候，发送模块15调整发送策略，增加I帧的发送几率。除了通过降低GOP的值增加I帧的产出几率，同时在网络发送策略上确保I帧能够发送成功。采用带有重发机制的协议确保I帧不会在网络上丢失便是在网络发送策略上确保I帧能够发送成功的方式。在网络发送策略上确保I帧发送成功增加了有效帧对带宽的占用，减少无效帧对带宽的耗费。
[0026]在本实施方式中，发送模块15发送网络监控画面经过发送端UDP层19传输时，动态检查数据的失序差错，并数据的失序差错动态调整视频编码器13的编码策略并选择性的重发数据，保证传输的流畅。
[0027]如图2所示是3G网络视频监控方法的流程图。随着3G网络的覆盖越来越广，利用3G来传输视频数据成为可能，3G最大的优点即是高速的数据下载能力，相对2.5G(GPRS/CDMAlx) 10k左右的速度。3G能够达到300k_lM左右，比家庭用ADSL宽带速度还要快几倍。3G网络理论上带宽比较宽，但实际使用时带宽也是动态变化的，在动态变化的带宽下采用以下步骤让图像看起来更流畅。
[0028]在步骤SlOO中，发送端I通过应答机制掌握当前网络带宽。
[0029]在步骤S102中，对视频编码器13的编码策略进行实时调整。具体为:帧率速率控制11实时检测网络带宽，判断网络带宽是否达到理想值；若达到理想值，则加大画面组值；若未达到理想值，则减小画面组值。
[0030]在步骤S104中，对发送模块15的发送策略进行实时调整。具体为:增加I帧的发送几率。除了通过降低GOP的值增加I帧的产出几率，同时在网络发送策略上确保I帧能够发送成功，采用带有重发机制的协议确保I帧不会在网络上丢失。这样，可以增加有效帧对带宽的占用，减少无效帧对带宽的耗费。
[0031]在步骤S106中，发送网络监控画面至发送端RTP层17。
[0032]在步骤S108中，发送网络监控画面至发送端UDP层19。
[0033]在步骤SllO中，发送端UDP层19动态检查数据的失序差错。
[0034]在步骤S112中，判断是否有失序差错。若有，则在步骤S102中，对视频编码器13的编码策略进行实时调整。若没有，则进入步骤S114中，发送网络监控画面至发送端IP层21。
[0035]在步骤S116中，通过互联网5发送网络监控画面至接收端3。
[0036]本发明所提供的3G网络视频监控系统与监控方法，通过选择性的重发机制，保证传输的流畅性，图像的完整性；通过对发送策略的调整，可以增加有效帧对带宽的占用，减少无效帧对带宽的耗费；通过动态调整编码过程中I帧出现的几率，使延迟更小，不再有停顿和花屏现象。
[0037]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种3G网络视频监控系统，其特征在于，包括: 发送端，设置于网络摄像机，发送网络监控画面，包括帧率速率控制、视频编码器与发送模块；帧率速率控制，通过应答机制掌握当前网络带宽，并根据所述当前网络带宽，对视频编码器的编码策略和发送模块的发送策略进行实时调整； 接收端，包括反馈控制、视频解码器与QoS监视，接收所述发送端所发送的网络监控画面。
2.根据权利要求1所述的3G网络视频监控系统，其特征在于:所述帧率速率控制动态调整所述视频编码器编码过程中I帧出现的几率，在网络带宽达到理想值的时候加大画面组值，在网络带宽未达到理想值时，减小画面组值。
3.根据权利要求1所述的3G网络视频监控系统，其特征在于:所述帧率速率控制优化所述发送模块的发送策略，增加I帧发送几率。
4.根据权利要求3所述的3G网络视频监控系统，其特征在于:所述帧率速率控制优化所述发送模块的发送策略，增加有效帧对网络带宽的占用，减少无效帧对网络带宽的耗费。
【专利摘要】本发明公开了一种3G网络视频监控系统，包括：发送端，设置于网络摄像机，发送网络监控画面，包括帧率速率控制、视频编码器与发送模块；帧率速率控制，通过应答机制掌握当前网络带宽，并根据当前网络带宽，对视频编码器的编码策略和发送模块的发送策略进行实时调整；接收端，包括反馈控制、视频解码器与QoS监视，接收发送端所发送的网络监控画面。本发明还公开了一种3G网络视频监控方法。本发明所公开的3G网络视频监控系统与监控方法，让图像更加流畅和延迟更小，没有花屏。
【IPC分类】H04N7-18, H04N21-238, H04L1-00
【公开号】CN104581027
【申请号】CN201310509325
【发明人】不公告发明人
【申请人】西安群丰电子信息科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月24日