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当前,网络通信的发展趋势,在于两方面:无线移动、宽带视频。论文对此展开研究,其源自《基于WLAN网高速公路突发事件视频监控关键技术应用研究》、《南京广电集团3G审片系统平台》等科研项目。前者为解决高速公路突发事件的随机监控需求,弥补路况有线视频监控的盲区,提出了基于WLAN视频监控系统。后者为解放电视节目审片人员,通过3G网络与电视台节目制作网的互动,实时处理节目,克服办公室固有地点的束缚,提高审片效率。
论文讨论了无线移动、宽带视频的关键技术,包括:IEEE802.11/16/20协议栈参考模型、3G网络体系结构、H.264视频编码等;分析了无线视频应用系统的难点,诸如无线视频传输QoS、无线网络安全、系统协议转换等。其中,在无线视频QoS控制中,包括:无线信道编码与错误控制、基于视频编码层与网络提取层的无线视频传输错误恢复、基于视频传输层和图像内容穿层的无线视频网络QoS控制;在无线网络安全中,包括:PKI架构下的证书认证中心CA、数字证书目录结构的建立与撤销、SSL安全认证;在应用系统协议转换中,包括:UDP Lite交叉技术、MPEG2-H.264转码等。
论文作了高速公路无线视频监控的需求分析后,给出了《基于WiFi-Mesh宁淮高速视频监控系统》的设计,描述了该系统的技术实现。其中,解释了无线网络协议选择的缘由,拟定了系统框架;划定了系统模块组成,解析了协议层次;给出了车载单元、路侧单元、服务区单元等硬件组成,以及安装布设;描述了基于无线网络监控视频与原有监控系统的接入,提出了路侧单元的桥接、无线网络的路由、DMDU组播的转发方案,以及系统应用程序流程。论文还就“永宁-六合南实验应用系统”进行性能参数测试:沿路信号场强分布、路段无线网络速率、丢包率及时延,以及有线监控视频与无线接入监控视频比较,在无线带状覆盖10km内,可以保证1Mbps速率,图像清晰稳定。
论文在分析现有审片模式不足的基础上,提出了《基于3G网络NJTV审片系统》,描述了该系统的技术实现。其中,拟定了系统架构,设计了节目转码模块、CA模块、WEB发布模块;实现了节目转码、XML解析,以及多线程优化;建立了证书认证中心,描述了CA目录结构和数字证书;实现了基于Django的网页发布、基于Apache的HTTP服务;论文还就“南京电视台3G审片实验应用系统”进行功能参数测试:转码图像与原始节目图像比较、手机审片操作、SSL安全连接,在视频码率196Kbps下达到审片所需的清晰度,审片流程直观简洁,审片意见回传方便,SSL连接通畅,可安全下载节目文件。
论文所涉及的研究工作主要有三个方面:在理论上,分析了无线视频应用系统的要点或难点,无线视频网络QoS保障的实现、基于PKI的安全通信、应用系统协议转换;无线网络协议关键参数比较,适合实际应用的网络标准选择;
在“基于WiFi-Mesh宁淮高速视频监控系统”实现上,设计系统结构,并实施该系统;阐述协议层次的交互,实现与原有监控系统的接入与融合;给出并分析了系统测试结果。
在“基于3G网络NJTV审片系统”实现上,给出系统架构,实现节目转码模块、CA模块、WEB发布模块;解决审片系统与制作网的接入;给出了系统测试,包括转码效果测试、手机审片测试和SSL连接测试。
论文创新或特点包括:
1)高速公路领域无线网络视频监控的首次应用,解决应急事件的监控盲区;
2)自底层而上综合QoS保障的实现,提升无线传输环境下的实时视频质量;
3)无线移动电视节目审片的首次应用,解放了审片人员,提高审片效率;
4)应用层SSL协议的实现,保障无线环境的信息安全;
5)以视频协议转换等措施,松耦合兼容制作网系统,保证系统安全独立性。
论文的成果已应用于江苏高速公路经营管理中心的监控系统,正推广于江苏省域ITS交通系统,包括公路、航运、地方铁路等;在南京电视台所构建审片实验系统,有望在省内其他电视台得到进一步应用。