手机网络视频监控的研究与实现
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随着无线网络迅猛发展和移动终端的计算机能力不断提高，嵌入式应用分布在手机终端上也受到了越来越多的重视。而嵌入式的智能终端大大增强了多媒体的处理能力，也提高了多媒体处理的安全性，除此之外，嵌入式的终端也为监控系统在智能手机视频的应用中提供了前景。手机网络视频监控系统中比较先进的是Mobile Camera，这种系统是建立在GPRS网络和嵌入式平台上的，和原来的手机网络视频监控系统相比，这种监控系统将监控端布置在手机终端上，摆脱了监控系统在回放地理位置上的不足，手机用户能够随时对监控目标实行监控。目前，手机网络视频技术大都是以嵌入式的技术作为依托，而网络视频监控也越来越成熟的得以应用，在手机的网络视频监控上，也已经突破了在地域上的限制，远程监控这一理念也得到了实现，但是，由于在终端互联网上存在局限性、管理人员流动性强等各个方面的问题，手机网络视频监控也出现了一系弊端。
手机网络视频监控系统组成结构
手机视频采集处理终端，云服务器终端和移动终端即手机这三个部分是手机视频网络的主要组成部分，视频采集处理终端是这个系统的最核心部分，他的功能是将手机摄像头收集到的视频进行处理编码，然后将处理过的视频通过互联网发送到云服务器的终端，获得数据显示视频。实现手机视频的监控，原来的方式通过GPRS进行数据的传输，CDMA这移动通信方式的采用，相比于有线方式而言省去了物理布线，而且可以再任何有网络数据连接的地方进行视频监控，但是无线网络中有一个非常重要的要求，那就是传输速率，CDMA的最高传输速率很高，但是在实际的使用中，由于网络资源过多，传输的速率受到很大的减弱，大量数据传输变得很困难。而且随着人们对手机视频网络监控系统要求的提高，采用原来的方式已经不能满足人们的现实要求，第三代手机通讯技术和无线网络的发展与成熟，使得手机网络数据的传输速率有了大大的提高，网络信号的覆盖范围变得非常广，只要有信号就可以将手机和互联网进行连接，所以，现代的手机网络视频监控对无线网络的依赖性很大。
手机网络视频监控系统的设计
由于目前网络资源和处理器功能的限制，所以大多的手机终端设备都是采用嵌入式的操作系统，本文介绍的是视频监控系统是在WindowsCE的基础上开发的，这个系统是32位多功能的操作系统，设计结构具有很高的开放性，可以在内存配置有限的情况下提供高性能的设备，除此之外，这个系统还有很好的移植性和可伸缩性，支持很多种类的手机设备的处理器平台。该系统由三个部分组成，即录制控制端、移动客户端和转发服务端。录制控制端安装在有视频设备的手机上，采集卡和监控的摄像头连接，可以录制手机视频采集的数据并向手机摄像头发出指令，移动客户端即手机要安装接入网络智能系统终端，转发服务端部署在电信的服务器上面，这样可以保证网络录制可以和转发服务器相连接，也可以使手机通过无线网随时接收监控视频的数据。以下是这三部分的主要功能：
录制控制程序。这个部分主要负责的是将手机监控摄像头拍摄的视频采集起来，并且将所采集的视频数据进行同步的编码压缩，经过压缩的数据再发给服务器，为了要保证视频的安全性，在手机进行采集和编码前，手机用户可以设置录制控制程序的密码和用户名，通过这样的手段获得服务器的授权。
移动手机程序。从功能上来看，移动手机程序是手机视频监控系统最终的客户端。通过和相应的监控场景使用过用户名与密码和转发服务端进行连接，客户通过网络验证过后才能接收到监控的视频数据。在进行视频监控中，手机用户可以通过对手机进行操作来调整摄像头的旋转和缩放，这样可以获得不同角度的监控场景并且可以根据不同需要对监控目标进行不同程度的监控。
转发服务端。转发服务端主要是负责进行监控摄像头、验证监控者身份和手机客户端的管理并且对各种视频数据和控制命令进行转发。它的存在可以灵活的对监控摄像头进行添加或者删除。
技术难点以及解决方案
手机网络视频监控系统的性能好坏是由控制监控摄像头和编解码实时视频所决定的，但是在手机网络视频监控系统中，由于手机是通过GPRS进行网络连接的，所以在命令传送和宽带连接等方面都对监控系统的实时性和稳定性带来了困难。
远程控制命令的实现。手机作为视频的监控端，它的显示能力会受到屏幕的限制，如果要取得全面的监控场景，监控系统可以采用WebService技术，以此实现手机监控端对摄像头远程控制的功能。WebService是一种标准的面向服务体系结构的方法，，它可以将访问机制和实现相分离，从而支持互操作性和跨平台性。为了在不同的手机终端设备上可以实现监控应用系统的可移植性，系统可以采用转发服务端的方式，将手机用户的控制命令转变成为符合WebService的请求，这样既保证了不同的终端应用接口的可移植性和一致性，同时也可以增强功能的可扩展性。在移动手机网络视频进行监控时，系统会响应用户输入的事件，然后根据不同用户的需求转变控制消息，将转变后的消息发给转发服务端。一旦控制程序接收到消息后，会生成相对应的SOAP请求，嵌入在一个叫HTTPPOST的请求中，再发送到Web的服务器。Web的服务器把这些请求发给WebService然后请求处理器，，经过它解析收到消息的内容，调用WebService，系统生成SOAP应答。
对网络视频进行编解码。GPRS是一种GSM系统无线分组的交换技术，，提供广域的无线连接，与此同时它是一种非连接技术，，手机用户只有在收发数据的时候才需要和网络保持数据连接，分组交换连接的健壮性要比电路交换连接差一些，所以，只有一个手机用户可以占用所有的时隙，而且在使用过程中没有相应的防护措施，手机的运营商不可能将所有的时隙都分配给一个手机用户，而且最开始的数据连接端支持的时隙比现在要少很多，手机用户的宽带受到很严重的限制，所以，理论上的数据连接的最大速率会受到终端与网络现实条件强烈的制约，电信提供的数据网络带宽通常约为28kbps。由于数据连接不足和手机的屏幕分辨率不高，对视频进行编解码提出了更高的要求，上文介绍的系统可以提高编码的效率，视频的质量得到很大的改善，在实现过程中，这个系统采用的是H.264标准baseline profile，，利用CAVLC进行编码，SATD选择运动向量MV，实现了对象素精度的补偿，并对参考图像进行滤波，采用JVT-H014的建议方法码率控制。经过实验测试，在带宽为28.8kbps的环境下，处理器在频率是416MHz的Pocket PC上可以稳定的运行。
随着网络的快速发展，无线网络的理念在近年来很普遍，无线网络的覆盖范围很广，手机视频也越来越普遍，对智能手机的视频监控还需要继续的进行研究与发展。