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基于IP Multicast的分布式音視頻接幾和共享的監控系統的傳輸和實現
摘要：設計并實現了一個基于IP Multicast技術的遠程數字音視頻監控系統，提出了分布式音視頻接入共享的解決方案，能夠有效地節省網絡帶寬；針對視頻、音頻語音和控制數據的不同傳輸特點，對其所采用的傳輸技術作了詳細探討，給出了具體實現方法。關鍵詞：監控系統 分布式接入共享 網絡傳輸 IP組播 Windows套接字
隨著計算機網絡技術、多媒體技術、計算機視覺與模式識別技術的發燕尾服，一種以數字化、智能化為特點的多媒體遠程數字監控系統應運而生，即基于IP的數字監控系統，實現了由傳統的模擬監控到數字監控質的飛躍。與傳統的模擬監控系統相比較，數字遠程監控系統幾個最主要的優勢是：可以借助網絡實現遠程監控；在遠程不同地點的分控中心或同個分控中心可同時調看某一個或者幾個監控現場的音視頻數據，從而實現分布式的音頻頻接入和音視頻數據共享，同時，可以與監控現場人員進行對講；可以對遠程監控現場的云臺、攝像機等外圍設備進行控制。視頻、音頻的實時、分布式傳輸及控制指令的可靠傳輸是遠程數字監控系統的一個關鍵問題。本文設計并實現了遠程數字音頻頻監控系統，采用IP Multicast技術作為分布式音視頻執著入和共享的解決方案，并針對視頻、音頻語音和控制數據不同的特點，對其所采用的不同傳輸技術進行了探討，給出了具體實現方法。
1 系統的總體結構
遠程監控系統一般包括三部分：前端監控現場、通信設備和后端分控中心。整個系統基于Client/Server（客戶機/服務器）模式。總體結構如圖1所示。
（1）前端監控現場由監控現場主機及一些外圍設備組成。外圍設備包括攝像機、電動鏡頭、云臺、防護罩、監視器、多功能解碼器及報警器。監控現場主機運行客戶前端軟件，實現視頻、音頻數據的實時采集、壓縮、解壓縮（音頻）（視頻傳輸 單向的，音頻傳輸是雙向的）及打包傳送；對壓縮的視（音）頻數據進行經存儲（也可在分近中心進行）。存儲方式為循環存儲、定時存儲、手動存儲及運動視頻檢測啟動存儲。接收來自分控中心的控制指令（也可在本地實施），對云臺動作（上、下、左、右及自動）電動鏡頭的三可變（光圈、焦距和聚焦）。
（2）通信設備是指所采用的傳輸信道和相關設備，通信網絡為LAN及WAN。
（3）后端設備由若干分控中心計算機組成。各分控計算機運行服務器端軟件，接收來自前端壓縮視（音）頻、顯示（播放）；通過網絡對前端云臺、攝像機進行控制；采用組播技術，實現分布式視頻執著入和分豐式視頻共享：每個分控中心主機可以同時監控多個前端，即“一點對多點”；不同分控心也可以同時監控同一前端，即“多點對一點”。
2 網絡傳輸模塊的設計與實現
2.1 系統傳輸數據類型的特點及通信協議的選擇
系統傳輸數據有：控制數據、音頻、視頻數據、后端分控中心通過網絡向監控現場主機外圍設備云臺及攝像機發送控制信號，實現云臺動作（上、下、左、右、自動）攝像機光圈、焦距及聚焦三可變，要求控制信號的傳輸準確無誤；音頻、視頻是連續，數據量大，允許傳輸中存在一定的數據錯誤率及數據丟失率，但實時性要求很高。此外，在監控系統中，要實現音視頻的分布式接入和數據共享，必須進行音視頻
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