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3G网络环境下的车载视频监控系统由于能够通过对车辆的远程实时视频监控,直观地了解车辆、道路以及车辆所处环境的现场信息,可以广泛地应用于公交运输、出租汽车、安全防护、智能交通、信息服务等多个领域,并将在车辆、交通的智能管理中发挥越来越重要的作用。但是现有的监控系统均不支持IPv6协议,无法满足未来监控大量车辆对于地址空间的需求,并且对于IPv6协议的支持是未来IP网络和网络应用发展的必然趋势;另外,由于3G网络具有延时大且延时变化大、可用带宽变化大的特点,使得实时监控视频的传输和播放面临更大的挑战,现有的基于动态编码的策略依赖视频编解码器,通用性差,基于反馈和预测的方法难以准确预测网络的突发变化。
本文在深入调研现有车载视频监控系统和相关技术的基础上,设计实现了3G网络环境下基于IPv6的车载视频监控系统。具体来说,本文的主要工作和贡献包括:
(1)提出了一种实时视频自适应播放方法ALPlay
ALPlay方法不依赖于视频编解码器,通过基于多级缓存的视频缓冲策略、基于时槽和历史反馈的帧率计算以及三种播放模式下的自适应播放方法,平滑3G网络波动对监控视频播放质量的影响。实验表明,ALPlay方法能够在仅增加有限监控延时的情况下,明显提高实时监控视频的流畅程度,在仅缓存5秒钟数据时,减小视频播放的帧间延时抖动89.3%。
(2)提出一种Silkroad IPv6隧道协议下邻居发现机制的改进方案
定义Silkroad IPv6隧道协议下,邻居发现报文的转换和翻译方法,改进Silkroad IPv6隧道协议下的邻居发现机制,使得Silkroad协议不依赖于设置IPv6默认路由,并应用于监控系统。在当前3G网络仅支持IPv4协议的情况下,实现对于车辆基于IPv6的实时视频监控。实验表明,在不支持设置默认路由的WinCE6.0系统下,改进的邻居发现机制能够使隧道客户端成功完成邻居发现,并与隧道服务器建立隧道通信。
(3)3G网络环境下基于IPv6的车载视频监控系统的设计与实现
在ALPlay方法和改进邻居发现机制的Silkroad IPv6隧道协议基础上,设计实现了3G网络环境下基于IPv6的车载视频监控系统。系统基于IPv6协议采集车辆的实时视频,并对监控视频实施集中式的存储和管理;面向多监控用户通过标准的RTSP协议分发和实时转发监控视频;为用户提供查询接口,方便监控用户回放历史监控视频记录。实验表明,在采用IPv6隧道后,虽然实时视频传输呈现出更大的波动,但是系统仍能实时流畅地对车辆进行远程视频监控,监控延时不大于5秒,功能、性能均满足设计需求。