运用布景
因为宽带网络近年来在世界各地的高速开展,高品质的音视频紧缩技能不断移风易俗,更高的紧缩比率加上更宽的带宽,使得互联网用户在互联网上观看高品质电视节目的希望不再是梦想。美国、意大利、法国、加拿大等国网络视频商场的日渐老练,国内哈尔滨、泉州、上海等地的小试牛刀,都证明了以更强的互动性作为卖点、依据互联网技能和P2P传输技能的网络视频服务现已渐成气候。
网络视频是对依据互联网技能传达的所谓宽带视频的总称,可所以用户自己制造、在线上传或点播视频节目,自主性和自助性强。各种视频网站和流媒体服务器跟着人们对网络视频服务的需求快速增长,民营网络视频企业更是如漫山遍野。
2007年是网络视频用户基数敏捷生长的一年。据CNNIC本年1月份发布我国互联网调查报告,76.9%的网络用户运用网络视频,成为继音乐、即时通讯之后的第三大互联网运用。这也是网络家庭文娱运用第一次全面超过了网络商务运用,即邮件、搜索引擎和新闻等传统资讯运用。
但跟着网络视频的高速生长,各种黄色、暴力和反抗等废物信息也掺杂在网络视频中在宽带网络上任意众多,严重影响了人们的正常作业和日子,也对社会精神文明建设和未成年人教育带来了巨大的危险。
因为宽带视频网络的高速数据包传送,传统的信息安全监控设备在这方面显得无能为力,因而,咱们提出运用关键帧提取技能来抽取网络视频中的关键帧,然后减小处理的负载和存储空间,下降设备本钱并提高处理功率。树立相应的废物视频关键帧匹配库,经过视频关键帧匹配算法和形式,从高速的视频流中监测出废物信息。运用此视频监控体系和其他网络安全设备,可认为企业、校园和家庭打造一个高速洁净的网络视频环境,让人们轻松纵情享用宽带视频服务。
体系计划
1.视频解码计划证明
计划一:运用Xilinx公司的FPGA产品Spartan 3E完结体系的视频解码。在Spartan 3E支撑的MicroBlaze微处理器软核上移植开源视频解码器,因为MicroBlaze最高处理频率为50MHz,远不能满意现在的高速视频数据包的解码;
计划二:经过在最新嵌入式微处理机eBox-4300上移植嵌入式操作体系WinCE来完结开源视频解码器。eBox处理器主频为500MHz,能够满意10/100MHz网络的视频解码,且在eBox上的WinCE操作体系可移植性较好,便于今后在体系中参加更多的视频格局解码器。
2.数据包前端处理计划证明
计划一:运用Xilinx公司FPGA产品系列Spartan 3E来捕获网络中的视频数据包。高速的逻辑结构和并行特性是FPGA的特性,经过FPGA来辨认并捕获视频数据包能下降体系的丢包率和漏报率;
计划二:运用eBox-4300自带的以太网接口直接连接到网络上。因为WinCE操作体系下的以太网操作已封装好,为了统筹可移植性,因而其功率没有直接在FPGA上完结的IP核好。
3.关键帧匹配计划证明
计划一:运用Xilinx公司的FPGA产品系列Spartan 3E来完结视频关键帧规范库的查找和匹配。因为FPGA特有的存储单元结构,便于快速查找。
计划二:运用ADI公司的Blackfin 535数字信号处理器来完结视频帧的匹配算法。DSP特有的快速音视频处理能力能很好满意体系的功用要求。但Blackfin的片上存储空间有限,假如添加外部存储器将下降关键帧查找速率,然后成为整个体系的瓶颈。
归纳上述:体系选用Xilinx公司的FPGA产品系列Spartan 3E来作为数据包前端处理,辨认并捕获相应格局的网络视频数据包,按序列将视频数据包传送到eBox-4300处理器上的视频解码单元。在eBox-4300处理器上抽取出视频的关键帧后,将视频关键帧传送到在Spartan 3E上完结的关键帧匹配单元中进行匹配形式查验。
图 1 体系示意图
完结原理
1. 视频数据包辨认捕获
实时流协议RTSP是一个运用层协议,用于操控具有实时特性的数据如多媒体流的传送。为多媒体数据流供给长途操控功用,如播映、 中止、快进等。该协议支撑以下操作:
1. 从媒体服务器上获取媒体;
2. 约请媒体服务器参加会议;
3. 在一个已存在的演示中参加新的媒体流。
RTSP协议一般与RTP/RTCP和RSVP等底层协议一同协同作业,供给依据Internet的整套的流服务。它能够挑选发送通道如UDP、组播UDP和TCP和依据RTP的发送机制。它能够运用于组播和点播。
RTSP协议担任在服务器和客户端之间树立并操控一个或多个时刻上同步的接连流媒体,其方针是像HTTP协议为用户供给文字和图形服务那样为用户供给接连媒体服务。因而,RTSP协议的规划在语法和操作上与HTTP协议很类似,这样,关于HTTP的大部分扩展也适用于RTSP。可是RTSP协议和HTTP协议在许多方面有着差异:
1. HTTP是一个无状况协议,而RTSP协议是有状况的。
2. HTTP本质上是一个非对称协议,客户端提出恳求而服务器呼应;而RTSP是对称的,服务器和客户端都可发送和呼应恳求。
在RTSP中,每个演示及其所对应的媒体流都由一个RTSP URL标识。整个演示及媒体特性都在一个演示描绘文件中界说,该文件或许包含媒体编码办法、言语、RTSP URLs、方针地址、端口及其它参数。用户在向服务器恳求某个接连媒体流的服务之前,有必要首要从服务器获得该媒体流的演示描绘文件以得到必需的参数,演示描绘文件的获取可选用HTTP、Email或其他办法。
RTSP中的一切的操作都是经过服务器和客户方的音讯应对来完结的,其音讯包含恳求和呼应两种,RTSP正是经过服务器和客户端的音讯 应对来完结媒体流的创立、初始化、VCR操控以及拆线等操作的。在依据客服端/服务器结构的分布式视频点播体系中,RTSP协议的操作过程如下所示:
图 2 依据RTSP的流媒体服务器
客户机在向视频服务器恳求视频服务之前,首要经过HTTP协议从Web服务器获取所恳求视频服务的演示描绘文件,运用该文件供给的信息定位视频服务地址包含视频服务器地址和端口号,及视频服务的编码办法等信息。然后客户机依据上述信息向视频服务器恳求视频服务。视频服务初始化结束,视频服务器为该客户树立一个新的视频服务流,客户端与服务器运转实时流操控协议RTCP,以对该流进行各种VCR操控信号的交 换,如播映、暂停、快进、快退等。当服务结束,客户端提出拆线恳求,需求阐明的是,服务器运用RTP/UDP协议将媒体数据传输给客户端,一旦数据抵达客户端,客户端运用程序即可播映输出。在流式传输中,运用RTP/RTCP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通讯协议在客户端和服务器间树立联络。