场进行监控，所有应用软件的开发、维护和升级工作则集中在了服务器端。
Ｂ／Ｓ模式下的监控系统实现的主要原理是：服务器端内置Ｗｅｂ服务器和监控服务器，远端监控相机传送来的数字视频信号由高效压缩芯片压缩，通过内部总线传送到监控服务器上，Ｗｅｂ服务器负责处理客户的连接请求。网络上的用户可以直接通过浏览器（如ＩＥ、Ｆｉｒｅｆｏｘ等）监控服务器端的图像，授权用户还可以控制监控相机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。
由于多媒体数据压缩和Ｗｅｂ功能集成到服务器上，可以直接连入互联网，达到即插即看，省掉各种复杂的电缆，安装方便（仅需要设置一个ＩＰ地址），用户也无需使用特殊专用软件，仅用浏览器即可观看渤１。
１．３流媒体实时传输的现状
作为多媒体和网络领域的交叉学科，流媒体技术的应用和研究已经迅猛发展起来，多媒体使计算机能够处理声音、文字、图像和视频信息，改变了人们使用计算机的方式。人们不再满足于信息高速公路中仅有文本、图像或声音这一类简单的信息，而越来越希望获得更直观、更丰富的新一代信息的表现形式，为了适应网络化的发展趋势，一种新兴技术孕育而生，这就是需遵守特定网络协议的流媒体技术。流媒体（ＳｔｒｅａｍｉｎｇＭｅｄｉａ）作为一个完美的、真正的“第四媒体’’将是未来互联网发展的一个方向，它将彻底改变传统互联网只能表现文字和图片的缺陷，而可集音频、视频及图文于一体，成为未来互联网应用的主流，并将推动互联网整体架构的革新。也正因为如此以音视频为基础的流媒体传输成为近年来发展较快的一项新业务。流媒体的实时传输技术己经在视频监控、视频会议、娱乐多媒体点播等领域中显示出其强大的功能并得到了广泛的应用。
传统的多媒体视频文件需要从服务器上下载之后才能播放，而流媒体与一般的多媒体不同，可边下载边播放。流媒体是运用可变带宽技术，以“流＂的传输方式在因特网上播放的媒体格式，如音频、视频或多媒体文件，使人们可以在３０ｋｂｉｔ／Ｓ到１３００ｋｂｉｔ／ｓ的带宽环境下在线连续地欣赏高质量视频图像。
图像、视频、语音等多媒体信息如何能够顺畅的传输是流媒体应用的关键，采用何种编码方式以及如何在因特网带宽下能够符合应用的需求进行传输，也就是数字图像压缩编码技术和网络传输技术，是设计一个流媒体传输系统必须要认真考虑的问题。多媒体数据量很大，目前的网络带宽相对原始多媒体数据巨大的量来说还是远远不够的。若不对视频数据进行压缩处理，实时性根本无法解决。国际上有两个负责音视频编码的标准化组织，一个是国际标准化组织（ＩＳＯ）和国际电工委员会（ＩＥＣ）下的运动图像专家组ＭＰＥＧ（ＭｏｔｉｏｎＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔＧｒｏｕｐ）；另一个是国际电信联盟（ＩＴＵ）下的视频编码专家ＶＣＥＧ（ＶｉｄｅｏＣｏｄｅＥｘｐｅｒｔＧｒｏｕｐ）指定的Ｈ．２６１，Ｈ．２６２，Ｈ．２６３，Ｈ．２６４。ＭＰＥＧ制订的标准有ＭＰＥＧ—ｌ，ＭＰＥＧ一２，ＭＰＥＧ一４等。
１．５论文背景和主要工作
１．５．１论文背景
随着计算机技术以及网络通信技术的飞速发展，远程视频监控系统将先进的流媒体技术、实时视频传输技术有效地结合在一起，成为视频监控系统的一个发展趋势。实时流媒体传输的特点是要求传输带宽高、网络延迟小、数据顺序播放，传统协议如ＴＣＰ和ＵＤＰ很难满足要求。ＴＣＰ是在窄带上为得到可靠的数据信息设计的一种传输层协议，它把可靠的数据传输作为主要任务，对其他要求缺乏保障。ＵＤＰ是一种不可靠协议，不能保证每条信息都能到达目的地，也不能保证信息按照它们发出的顺序到达。ＴＣＰ，ＵＤＰ作为普通的传输层协议都不宜传输实时流媒体。而ＲＴＰ协议能以有效地反馈和最小地开销使传输效率最佳化，特别适合传输网络上的实时音视频等多媒体数据。
目前，多媒体远程监控系统几乎都是基于ｃ／ｓ（客户机／Ｎ务器）模式的：带有采集设备并安装服务器端软件的本地机组成服务器端，各个远端计算机则相当于多个客户端，客户端需要安装专用的客户端软件才可以实现监控。而基于Ｂ／Ｓ（浏览器／Ｎ务器）模式的多媒体远程监控系统还比较少见。
由于Ｊａｖａ技术具有跨平台可移植性强，在Ｗｅｂ上应用广泛灵活等特性，ＳＵＮ公司推出了一种开发流媒体应用的应用程序接口ＪＭＦ（ＪａｖａＭｅｄｉａＦｒａｍｅｗｏｒｋ）。它支持多媒体数据的回放和实时传输等媒体操作。在实时传输上，ＪＭＦ支持实时传输协议ＲＴＰ和实时传输控制协议ＲＴＣＰ（Ｒｅａｌ一ＴｉｍｅＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃ０１）。在数据播放上，ＪＭＦ支持大多数的媒体格式口１。利用ＪＭＦ开发多媒体实时传输系统是流媒体技术领域未来发展和研究的热点，具有广阔的发展和应用前景。
１．５．２论文主要工作
本论文侧重于将Ｗｅｂ技术与监控系统相结合，实现“瘦客户＂方式，简化客户端软件，并根据监控视频信息的网络传输实际需求，吸收了实时传输协议（ＲＴＰ／ＲＴＣＰ）的基本思想，提出了基于ＵＤＰ的视频ＲＴＰ实时视频传输的设计方案，提高了数字视频监控系统网络扩展的整体性能，为整个系统的广泛应用奠定了基础。
本人研究的主要工作主要体现在以下几个方面：
１、分析了视频监控系统的发展过程以及趋势，深入研究了视频编码技术和ＲＴＰ协议的特点和数据包格式。
２、对基于ＲＴＰ协议的远程监控系统进行了总体设计，确定了系统硬件设备的选择和软件设计方案，并对系统主要功能模块进行了设计。
３、利用ＪＭＦ框架实现了基于ＲＴＰ协议的实时流媒体在网络中的传输。
４、对该远程视频监控系统的ＲＴＰ传输模块进行了系统测试和性能测试，基本达到了预期效果。
５、系统搭建于ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＷｉｎｄｏｗｓＸＰ下，采用Ｊａｖａ编程语言开发。整个系统按
ＭＶ：当前宏块的运动矢最ＭＶ！：左边宏块的运动矢量ＭＶ２．．上方宏块的运动欠最ＭＶ３：右上方宏块的运动欠量
匝譬≯…《产。．Ｉ；
●一一一一图像或者ＧＯＢ边界
１一一一：（ｏ）ＩＪ一一ＪＩ一
图２．５运动矢量的预测
（３）量化
在Ｈ．２６３缺省框架下，帧内编码块中的第一个系数（即直流系数）采用统一的量化器，量化步长为８。其它各种系数（帧内编码块的交流系数和帧间编码块的交流系数）可选择的量化器有３１个，但一个宏块内的量化器必须一致。
２．２．３ＭＰＥＧ－４标准
ＭＰＥＧ－４标准是低速率（６４ＫＢ／Ｓ）下的数字超低数码率的视频编码标准。主要适用于移动多媒体通信的场合。ＭＰＥＧ一４的发展目的是基于ＩＰ的视频传送，其最大优点是考虑了网络的传输问题，更加注重多媒体系统的交互性和灵活性，以确保传输时的流畅。ＭＰＥＧ一４利用很窄的带宽，采用帧重建技术和基于对象的编码理念来压缩和传输数据，以求利用最少的数据获得最佳的图像质量。ＭＰＥＧ一４标准主要应用于视频电话，视频邮件和电子新闻等…１。从技术角度来看，ＭＰＥＧ一４标准一般框架是：对自然或合成的视听内容的表示；对视听内容数据流的管理，如多点、同步、缓冲管理等，对灵活性的支持和对系统不同部分的配置。当然ＭＰＥＧ一４采用了更为先进的压缩方式，因此简单说，基于内容的压缩、更高的压缩比和时空可伸缩性是ＭＰＥＧ一４的三个最重要的特点。ＭＰＥＧ一４主要针对于低码率场合应用，适用相对范围宽。其缺点是：基于对象的编码实现难度大。
通过对三种基本视频压缩标准的研究和优缺点比较，本文采用Ｈ．２６３视频压缩算法标准作为系统视频压缩编码技术。
２．３数字视频网络传输介质和传输网络
２．３．１传输介质
目前采用的多媒体传输介质中，常用的有光纤、同轴线、屏蔽和非屏蔽双绞线以及无线电波等。光纤是最理想的传输媒介，其特点是传输容量大、传输质量好、损耗
蔓蔓竺一Ｍ一蔓蔓竺
发送进程ｌ图像数据Ｉ．接受进！呈～
’
应用层ＡＨ图像数据应用层
１ＣＰ，ＵＤＰＴ，ＣＨ应用数据ＴＣＰ，ＵＤ
ＩＰＩＨ应用数据ＩＰ
Ｍ【ＡＣＭＨ应用数据ＭＴＭ【ＡＣ
物理层比特流物理层
图２．７数据包在ＴＣＰ／ＩＰ分层模型中的传输过程
２．４．２ＴＣＰ协议的局限及ＵＤＰ的优势
ＴＣＰ是面向连接的，提供可靠流服务，如提供确认与超时重传机制、滑动窗口机制等以用于流量控制和拥塞处理。但是，ＴＣＰ这些机制却增加了网络开销，不适合传输突发性的大量数据或实时性数据，如实时的多媒体数据（视频流和音频流）晗引。
ＵＤＰ是无连接的传输协议，不提供可靠性措施。不必在数据包丢失或出错时要求服务器再重发，因此紧凑快速，特别适合用于实时性要求高的数据传输场合。由于音频数据和视频图像数据的传输往往要求实时传输，同时又允许在性能要求范围内存在数据错误率和数据丢失率，因此ＵＤＰ协议不进行数据的确认与重传，大大提高了传输速率，适合视频和音频数据进行传输。ＵＤＰ在实时流式传输方式中得到广泛应用。但由于ＵＤＰ存在不可靠性，因此基于ＵＤＰ的应用程序，必须自己解决诸如报文丢失、重复、失序和流量控制等问题。
因此，在ＵＤＰ协议之上，ＩＥＴＦ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴａｓｋＦｏｒｃｅ）的视频／音频传输工作组制订了针对多媒体数据传输的实时传输协议（Ｒｅａｌ—ｔｉｍｅＴｒａｎｓｐｏｒｔＰｒｏｔｏｃｏｌ，ＲＴＰ）和实时传输控制协议（Ｒｅａｌ—ｔｉｍｅＴｒａｎｓｐｏｒｔＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ，ＲＴＣＰ）。在ＲＦＣｌ８８９中详细得定义了实时数据传输和控制协议的基本内容Ｈ儿２０。。目前，ＲＴＰ已在因特网上得到了广泛使用，尤其是需要传输大量、连续、实时数据的音视频流媒体服务和视频会议。一些实时多媒体播放器上也采用了ＲＴＰ，如ＲｅａｌＮｅｔｗｏｒｋ的ＲｅａｌＰｌａｙｅｒ、Ａｐｐｌｅ的ＱｕｉｃｋＴｉｍｅ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ的Ｎｅｔｍｅｅｔｉｎｇ。
２．５实时传输和实时传输控制协议ＲＴＰ／ＲＴＣＰ
２．５．１ＲＴＰ在协议层的位置
ＲＴＰ位于ＵＤＰ协议之上，它是一种应用型的传输协议，并不提供任何传输可靠性的保证和流量的拥塞控制机制。ＲＴＰ通常利用底层的ＵＤＰ协议在传输层传输视频数据，这
样它不仅可以利用ＵＤＰ协议的端口号和校验，还可以利用ＵＤＰ传输延时慢的传输实时视频流的优点。如图２．８所示，ＲＴＰ可以看成是传输层的子层。由多媒体应用程序生成的视频数据块被封装在ＲＴＰ信息包中，每个ＲＴＰ信息包被封装在ＵＤＰ消息段中，然后再由ＩＰ网络层封装为ＩＰ数据进行传输，所以可以说，ＲＴＰ是面向应用的一个协议ｎ引。
应用层
ＲＴＰ／ＲＴＣＰ
传输层
ＵＤＰ
互联网层
物理层
图２．８ＲＴＰ在ＴＣＰ／ＩＰ模型中的位置
２．５．２ＲＴＰ协议的特点及数据包格式
在ＲＦＣｌ８８９中，ＲＴＰ被定义了紧密相关的两个部分：
实时传输协议ＲＴＰ，用来传输具有实时特点的数据。
ＲＴＰ控制协议ＲＴＣＰ，用来控制服务质量，并在正在运行的会话里传送参加方的信息。
ＲＴＰ提供端到端的实时数据传输服务，包括载荷标识，数据序号，时间戳和传输控制。ＲＴＰ数据（如图２．９所示）通常采用ＵＤＰ／ＩＰ封装，它利用ＵＤＰ的多路复用及校验和服务，共同完成实时数据传输功能。
ＩＭＡＣＨｅａｄｅｒＩＩＰＨｅａｄｅｒｌＵＤＰＨｅａｄｅｒｌＲＴＰＭｅｓｓａｇｅｌ
图２．９数据格式
在协议设计时，ＲＴＰ遵循Ｃｌａｒｋ和Ｔｅｎｎｅｎｈｏｕｓｅ提出的ａｌｆ＆ｉｌｐ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｌｅｖｅｌｆｒａｍｉｎｇａｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｌａｙｅｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）原则，即：集成共性，个性扩展。在实现时ＲＴＰ与应用程序紧密结合，根据应用的特点和要求构造与剪裁控制策略，提高会话质量和网络服务的公平性。总的来说，ＲＴＰ协议具有以下特点：简单性、灵活性、支持多播、可扩展性¨４１。
ＲＴＰ数据包由ＲＴＰ头和不定长连续媒体数据组成，其中前１２字节为固定的ＲＴＰ头，媒体数据可以是编码数据。ＲＴＰ数据包头格式如图２．１０所示ｂ¨。