MPEG-4视频编码标准在机械设备远程监控系统中的应用研究.pdf

华南理工大学
硕士学位论文
MPEG-4视频编码标准在机械设备远程监控系统中的应用研究
姓名:裴胜伟
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:叶邦彦
20030501
摘要
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摘要
由于机械设备的发展越来越大型化,智能化,复杂化,所以对机械设备的远
程监控也提出了越来越高的要求。多媒体远程监控系统是最受欢迎的形式之一。
本论文分析讨论了机械设备远程监控系统的发展现状、各种视频压缩编码标准以
及网络传输策略。根据课题研究的金相显微镜远程监控系统中视频信号网络传输
的特点和要求,选择了具有极低码率的作为系统的视频信号编码器。
文中,作者分析了影响视频信号网络传输性能的各种因素,指出了以下几个
主要的问题
网络延迟与网络延时差是两个不同的概念,它们对不同的系统有不同的
影响。
对有时间相关性要求的数据传输要注意各路数据间传输的协调性。
视频信号产生较大网络延迟的原因,往往是计算机软件和硬件的问题,
而不单是网络带宽的问题。
针对以上几点,作者制定出了一个自定义的网络传输协议,同时提出把服务
器端和客户端的系统时间差作为网络传输稳定性的判据,实验证明,效果良好。
基于网络的视频信号传输,作者研究了标准中静态图像的小波变换
编码和运动视频的编码方法,对比了多个推荐算法和编码可选项,并对之进行了
优化组合以适合于本课题的特点。作者还推导了形状编码运动矢量搜索的最大步
长估值公式,使之成为预先估计运动矢量搜索步长的工具。
在网络数据发送中,作者采用了一种多缓冲区技术,使多个线程间的数据交
换互不干涉,同时也应用了内存管理的同步缓冲技术,使数据交换更加安全可靠。
视频信号的网络发送则采用了适合网络视频演示需要的多播技术。
对于服务器端的执行机构,我们采用了并行口的数据输出,驱动步进电机运
行完成相应的设备控制功能。
本系统实际运行测试结果表明,在的分辨率下,帧频可为帧
秒,码流为,而且重建图像清晰稳定,在局域网内网络传输延迟小于
秒。
本远程监控系统利用编码技术实现了金相显微镜的视频远程监控,
系统运行良好,工作稳定。此技术可以进一步推广到其他远程监控系统中
关键词远程监控视频信号视频编码金相显微镜
,本课题来源于全国高等学校教学研究会资助项目编号
华南理土大学工学硕士学位论文
















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摘要









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华南理工大学
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作者签名日期’年日
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不保密劝
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作者签名日期“弓年夕月了日
导师签名日期年月‘日
第一章绪论
第一章绪论
由于计算机技术和网络技术的迅猛发展,为人类提供了一种在世界范围内
对仪器设备进行远程共享的新途径。在此基础上发展起来的远程实验系统,将成
为世纪科学实验室进行开放性研究的重要模式‘。据报道,德国的
大学与大学正着手一项合作计划,在互联网上测试一种远距离教学实验
的新技术在美国,从西岸到东岸,通过互联网操纵国家研究中心的大型扫描电
镜,进行远程测试和实验己经取得成功〔。在国内,科学仪器的远程监控及实验
数据的实时传输也是学术界和工业界研究热点。由于现代科学技术发展和市场竞
争的推动,机械制造行业所使用的加工设备越来越向着自动化、高速化、大型化
和复杂化的方向发展。然而,昂贵的实验设备,使得一般厂家难以购买,但是有
些设备却是必需的。解决这一问题的方法之一是建立基于网络的远程监测实验系
统。机械设备的远程监测和实验系统是计算机科学、通信技术、网络技术、机械
控制与诊断技术相结合的一种最新方式〔