● 摘要
远程监控系统已广泛应用于各种行业，并成为现代管理的一种重要手段。随着计算机网络、音视频压缩等关键技术的快速发展，人们对监控系统的音视频流传输质量和可靠性要求不断提高，系统网络化规模也日益扩大，因此需要对各种网络环境下的音视频流传输与控制机制进行深入研究。本文针对远程监控系统存在多种复杂网络应用环境的实际情况，设计与实现了一种具有QoS保证、适合实时音视频流传输且具有安全可靠性的传输方案。通过参考RTP协议，结合本系统的实际需求，设计了简单实用的音视频流传输与控制协议，实现了对系统中音视频流的传输与控制。针对系统网络环境中存在拥塞和可用带宽波动情况，提出了参数可变的AIMD发送码率调整算法，通过使AIMD算法中的加法因子和乘法因子可变，实现了快速平稳地调整发送端输出码流，降低了网络拥塞产生的概率，保证了音视频流传输的质量。针对音视频流传输中可能存在的丢包和误码问题，提出了基于最小均方差和最优运动向量的视频错误隐藏算法，通过基于均方差最小原则的I帧插值算法和基于最优的运动矢量选择的P帧错误隐藏算法，对出错的帧内编码的宏块和帧间编码的宏块进行不同的隐藏处理，提高了接收端视频图像的质量。提出了基于丢帧隐藏的音频错误控制算法，当丢帧发生时，利用已收到帧的信息来重建丢失帧，减少了因丢帧造成的语音质量下降。从系统的安全性以及复杂的网络应用环境方面考虑，设计并实现了支持用户认证和穿透NAT/防火墙的可靠传输，有效提高了远程监控系统中音视频流传输的安全性和可靠性。上述研究成果已应用于BHJK监控系统的音视频流传输，提高了音视频流传输的质量以及系统的可靠性。