【導(dǎo)讀】據(jù)通信技術(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器對(duì)客戶(hù)端采集視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，應(yīng)用層采用RTP和RTCP協(xié)議。成開(kāi)發(fā)環(huán)境完成軟件系統(tǒng)編寫(xiě)。因此，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)的C/S模式，在Windows環(huán)境下，分別對(duì)

　　

【正文】 如同任何類(lèi)的使用方式一樣，在程序中首先聲明一個(gè) VideoCapture的實(shí)例用于視頻的捕獲，聲明代碼如下： vidcap=new VideoCapture()。 之后將此實(shí)例與顯示對(duì)話框相綁定。 vidcapSetDialog(this)。 接下來(lái)初始化視頻捕獲的實(shí)例。在這里需要完成很多工作，例如初始化視頻驅(qū)動(dòng)程序的連接，設(shè)置要求的視頻格式等等。如果返回 TRUE則表示初始化成 功，實(shí)現(xiàn)代碼如下： vidcapInitialize()。 注：以上所述初始化的內(nèi)容均封裝到了，實(shí)例的初始化函數(shù)中，所以程序?qū)崿F(xiàn)時(shí)只需要簡(jiǎn)單地調(diào)用初始化函數(shù)就可以了 。 在連接成功之后，程序就可以獲取到上文所述格式的位圖信息。這些信息就是用于顯示的捕獲視頻。獲取位圖信息的代碼如下： 17 thism_bmpinfo=amp。vidcapm_bmpinfo。 在完成以上工作之后，程序就可以開(kāi)始啟動(dòng)視頻捕獲并顯示了。啟動(dòng)代碼如下： vidcapStartCapture()。 當(dāng)視頻捕獲 啟動(dòng)之后，在 OnCaptureVideo 函數(shù)中將接收到含有視頻幀的信息，在這里調(diào)用視頻顯示函數(shù)將本地視頻顯示出來(lái)。 最后，在不再需要捕獲視頻的時(shí)候，停止視頻的捕獲，同時(shí)必須調(diào)用銷(xiāo)毀函數(shù)來(lái)銷(xiāo)毀你所創(chuàng)建的視頻捕獲的實(shí)例，實(shí)現(xiàn)代碼如下： 停止捕獲 vidcapStopCapture()。 銷(xiāo)毀實(shí)例 vidcapDestroy()。 視頻的顯示 通過(guò)上文的描述已經(jīng)知道了在 OnCaptureVideo 函數(shù)中將會(huì)不斷地收到捕獲的視頻幀。在視頻顯示這一部分要完成的功能就是把這些視頻幀通 過(guò) windows 的 API函數(shù)進(jìn)行顯示。 Windows 有很多顯示視頻的 API 函數(shù)，本程序中選用的是DvrawDib 函數(shù)，函數(shù)為設(shè)備無(wú)關(guān)位圖 (DIBs)提供了高性能的圖形繪制能力。直接寫(xiě)入視頻內(nèi)存，性能較之其他 API 函數(shù)更好。實(shí)現(xiàn)代碼如下： 首先，初始化一個(gè) DIB 的顯示設(shè)備： HDRAWDIB hdib=::DrawDibOpen()。 其次，調(diào)用開(kāi)始繪制函數(shù)，開(kāi)始視頻幀的顯示 ::DrawDibBegin(hdib,...)。 在這一步就可以把所捕獲到的視頻幀作為參數(shù)，調(diào)用顯示函數(shù)在對(duì)應(yīng)位置顯示出來(lái) ::DrawDibDraw(hdib,...)。 最后，關(guān)閉繪圖的設(shè)備上下文，并釋放內(nèi)存。 ::DrawDibEnd(hdib)。 ::DrawDibClose(hdib)。 在本系統(tǒng)中，客戶(hù)端實(shí)時(shí)捕獲攝像頭采集到的視頻數(shù)據(jù)，并在客戶(hù)端顯示主窗口中顯示其采集的視頻。效果如下圖所示： 18 圖 9 客戶(hù)端視頻采集 視頻的編解碼 在本系統(tǒng)中視頻的解碼是由 編碼庫(kù)來(lái)完成的，在本節(jié)中將重點(diǎn)講述 編碼庫(kù)與 解碼器的使用方法： （ 1） 編碼庫(kù) ? 初始化編碼壓縮器 CParam cparams。 = CPARAM_QCIF。 InitH263Encoder(amp。cparams)。 ? 將 RGB 轉(zhuǎn)換為 YUV420 InitLookupTable()。 ? 設(shè)置回調(diào)函數(shù)， ownWriteFunction 是一個(gè)全局函數(shù)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼的時(shí)候被調(diào)用 WriteByteFunction = OwnWriteFunction。 ? 在數(shù) 據(jù)壓縮前調(diào)用下述函數(shù)，以確保數(shù)據(jù)格式是 YUV420 的 ConvertRGB2YUV(IMAGE_WIDTH,IMAGE_HEIGHT,data,yuv)。 ? 壓縮視頻數(shù)據(jù)幀，對(duì)視頻進(jìn)行編碼 = CPARAM_QCIF。 = CPARAM_INTRA。 = 8。 =yuv。 // Data in YUV format... CompressFrame(amp。cparams, amp。bits)。 （ 2） ? 初始化解碼器 InitH263Decoder()。 ? 解碼視頻數(shù)據(jù)幀 DepressFrame(data,size,rgbdata,buffersize)。 ? 退出解碼器操作 ExitH263Decoder()。 19 視頻的網(wǎng)絡(luò)傳輸 視頻圖像的傳輸質(zhì)量直接影響系統(tǒng)的監(jiān)控質(zhì)量，在設(shè)計(jì) C/S 結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程視頻傳輸系統(tǒng)時(shí)，需要充分考慮到網(wǎng)絡(luò)的因素。在選擇傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素 ： 數(shù)字視頻信號(hào)雖然已經(jīng)經(jīng)過(guò)壓縮，但數(shù)據(jù)量還是很大，特別是當(dāng)幾路視頻信號(hào)同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時(shí)，大量的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)使得傳輸網(wǎng)絡(luò)變得擁擠，而這會(huì)必然造成數(shù)據(jù)的延遲及丟失。這就要求傳輸網(wǎng)絡(luò)的帶寬要高，一次能夠傳輸大量的數(shù)據(jù)。 本系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，即遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的情景要實(shí)時(shí)地現(xiàn)實(shí)在監(jiān)控服務(wù)器的主機(jī)上，這就要求傳輸網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度要很快。 因?yàn)閭鬏斠曨l信號(hào)的數(shù)據(jù)量很大，故在本系統(tǒng)中采用效率較高的 UDP 協(xié)議傳輸視頻信號(hào)， UDP 是無(wú)連接的，不可靠的協(xié)議，所以要求傳輸網(wǎng)絡(luò)的可靠性要高，這樣系統(tǒng)才能運(yùn)行得很好。 組播 （ 1）組播的“根” 組播從概念上來(lái)講分為兩部分：控制部分和數(shù)據(jù)部分?？刂撇糠譀Q定著組播的對(duì)象的組織方式。而數(shù)據(jù)部分決定了數(shù)據(jù)的傳輸方式。 控制層有“有根”，“無(wú)根”兩種情況。對(duì)于有根的控制層，存在著一個(gè) root 和若干個(gè)leaf. root 負(fù)責(zé)管理這個(gè)組播組，只有他能邀請(qǐng)一個(gè) leaf 加入一個(gè)組播組（ ATM 就是有根控制的一個(gè)典型的例子）。對(duì)于無(wú)根的控制層，沒(méi)有 root,只有若干的 leaf. 每一個(gè) leaf 都能自己加入一個(gè)組播組（ IP 就是無(wú)根控制的典型例子） 數(shù)據(jù)層也有“有根”，“無(wú)根”兩 種情況。對(duì)于有根數(shù)據(jù)層，從 root 發(fā)出的數(shù)據(jù)能到達(dá)每一個(gè) leaf,而從 leaf 發(fā)出的數(shù)據(jù)只能到達(dá) ，每一個(gè) leaf 發(fā)出的數(shù)據(jù)能到達(dá)組播組中的每一個(gè) leaf（甚至包括他自己）。每一個(gè) leaf 也能接受組播組里的任何數(shù)據(jù)包。 （ 2） IP 組播地址 IP 組播通信需要一個(gè)特殊的組播地址 .IP 組播地址是一組 D 類(lèi) IP 地址，范圍從 到 。其中還有很多地址是為特殊的目的保留的。 到 的地址最好不要用，因?yàn)樗麄兇蠖嗍菫榱颂厥?的目的保持的（比如 IGMP 協(xié)議） （ 3） IGMP 協(xié)議 IGMP(inter 網(wǎng)關(guān)管理協(xié)議 )是 IP 組播的基礎(chǔ) .在 IP 協(xié)議出現(xiàn)以后，為了加入對(duì)組播的支持， IGMP 產(chǎn)生了。 IGMP 所做的實(shí)際上就是告訴路由器，在這個(gè)路由器所在的子網(wǎng)內(nèi)有人對(duì)發(fā)送到某一個(gè)組播組的數(shù)據(jù)感興趣，這樣當(dāng)這個(gè)組播組的數(shù)據(jù)到達(dá)后面，路由器就不會(huì)拋棄它，而是把他轉(zhuǎn)送給所有感興趣的客戶(hù)。假如不同子網(wǎng)內(nèi)的 A,B 要進(jìn)行組播通信，那么，位與 A,B 之間的所有路由器必須都要支持 IGMP 協(xié)議，否則 A,B 之間不能進(jìn)行通信。 當(dāng)一個(gè)應(yīng)用加入一個(gè)組播組后，就會(huì)向 這個(gè)子網(wǎng)的所有路由器發(fā)送一個(gè) IGMP 加入命令，告訴他子網(wǎng)內(nèi)有人對(duì)發(fā)送到某一個(gè)組播組的數(shù)據(jù)感興趣 .路由器也會(huì)定時(shí)向子網(wǎng)內(nèi)的所有終端發(fā)送一條查詢(xún)消息，用于詢(xún)問(wèn)是否還有人對(duì)某個(gè)組播組的數(shù)據(jù)感興趣。如果有的話，終端就會(huì)回應(yīng)一條 IGMP 消息，路由器則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)組播組的數(shù)據(jù)。如果沒(méi)有人回應(yīng)這條消息，那么路由器就認(rèn)為已經(jīng)沒(méi)有終端對(duì)這個(gè)組播組的數(shù)據(jù)感興趣，就不會(huì)在轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)于這個(gè)組播組的數(shù)據(jù)了。在 IGMP 第二版中，一個(gè)終端推出組播組以后，會(huì) 向路由器發(fā)送一個(gè)推出消息，路由器也會(huì)通過(guò)這個(gè)消息來(lái)判斷是否還要繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)于這個(gè)組 20 播組 的數(shù)據(jù)了。 本系統(tǒng)中 UDP 組播的方式 本系統(tǒng)中采用的是 winsock 2 組播 winsock 2 組播主要是通過(guò) WSAJoinLeaf 來(lái)實(shí)現(xiàn)的（ WSAJoinLeaf 的行為，返回值根據(jù) socket 的模式，組播的實(shí)現(xiàn)構(gòu)架有很大的關(guān)系） winsock 2 組播的主要有以下幾個(gè)步驟 : 1. 建立支持?jǐn)?shù)據(jù)報(bào)的 socket(用 WSASocket 建立 socket，同 2. 時(shí)設(shè)置組播的一些屬性 ) 3. 把 socket 和本地的一個(gè)端口綁定（以后會(huì)通過(guò)這個(gè)端口進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)） 4. 通過(guò) WSAJoinLeaf 加 入一個(gè)組播組 5. 通過(guò) sendto / recvfrom 進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā) 6. 直接關(guān)閉 socket 7. 退出組播組 傳輸代碼實(shí)現(xiàn) 在本系統(tǒng)中，視頻采集客戶(hù)端實(shí)時(shí)地采集視頻數(shù)據(jù)，并通過(guò) UDP 組播的方式傳送給視頻服務(wù)器。為了方便視頻的傳輸，在程序中封裝了一個(gè) Dsocket 類(lèi)，該類(lèi)負(fù)責(zé)完成有關(guān)視頻傳輸?shù)乃泄ぷ鳌? 類(lèi)的定義如下： class DSocket : public CSocket { // Attributes public: CDialog *pdlg。 char localname[200]。 static char remotename[500]。 static char remoteaddress[500]。 int type。 static unsigned char data[2021],vdata[30000],adata[5000]。 static unsigned int length,vlength,alength。 // Operations public: DSocket()。 virtual ~DSocket()。 21 void CreateSocket(int port,int type)。 void SetParent(CDialog *dlg)。 void OnReceive(int errcode)。 void SendControlMessage(int type,char *address)。 void SendVideoData(unsigned char *data,int length)。 void CloseSocket()。 }。 函數(shù)功能與使用說(shuō)明如下表： 函數(shù)名稱(chēng) 函數(shù)功能 使用說(shuō)明 CreateSocket 創(chuàng)建一個(gè) socket 連接 無(wú) SetParent 設(shè)置連接的父窗口 無(wú) OnReceive 接收視頻的編碼數(shù)據(jù) 服務(wù)器端使用該函數(shù)用以接收經(jīng)過(guò)編碼的視頻數(shù)據(jù) SendControlMessage 發(fā)送控制命令 客戶(hù)端使用把服務(wù)器加入U(xiǎn)DP 組播組 SendVideoData 發(fā)送視頻數(shù)據(jù) 客戶(hù)端向服務(wù)器發(fā)送視頻數(shù)據(jù) CloseSocket 關(guān)閉 socket 連接 無(wú) 根據(jù) 中的步驟描述，在每一個(gè)對(duì) 應(yīng)步驟中調(diào)用對(duì)應(yīng)函數(shù)，即可完成視頻的傳輸。在這里就不再重復(fù)，以免累贅。注：在創(chuàng)建 socket 連接時(shí)應(yīng)在客戶(hù)端創(chuàng)建一個(gè)連接線程，在服務(wù)器段創(chuàng)建一個(gè)偵聽(tīng)線程。 5．地理信息系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) GIS 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 地理數(shù)據(jù)模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種抽象，并利用一系列數(shù)據(jù)對(duì)象來(lái)支持地圖的顯示、查詢(xún)、編輯和分析。一個(gè)地理數(shù)據(jù)模型的優(yōu)劣，取決于其對(duì)地理特征的表示是否充分，其自身結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單易讀，以及是否能方便地利用具體的編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。如何有效地組織并管理空間數(shù)據(jù)，建立一個(gè)更有效的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 模型，一直是 GIS 領(lǐng)域的主要研究方向之一。 通用數(shù)據(jù)模型由層次、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型發(fā)展到關(guān)系數(shù)據(jù)模型，以至今天的具有面向?qū)ο筇卣鞯臄?shù)據(jù)模型。面向?qū)ο蟮姆椒閿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的建立提供了四種數(shù)據(jù)抽象技術(shù) (分類(lèi)、概括、聯(lián)合、聚集 )和兩種數(shù)據(jù)抽象工具 (繼承、傳播 )，利用這幾種技術(shù)構(gòu)造的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富得多，對(duì)于空間數(shù)據(jù)的表示是一種理想的手段。豐富的語(yǔ)義、描述復(fù)雜對(duì)象的能力、 22 簡(jiǎn)明的數(shù)據(jù)抽象技術(shù)、與人們認(rèn)識(shí)模式的一致性以及完備的實(shí)現(xiàn)機(jī)制為建立 GIS 提供了巨大的發(fā)展前景。 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型通過(guò)定義用戶(hù)自己的對(duì)象類(lèi)型， 定義拓?fù)涞?、空間的和全局的聯(lián)系，以及獲取這些對(duì)象相互之間的關(guān)系等方法使用戶(hù)能更自然的描述特征。結(jié)合面向?qū)ο罄碚摰淖陨硖匦?，其?GIS 數(shù)據(jù)模型中主要有以下幾個(gè)方面的應(yīng)用。 (1) 類(lèi) (Class)和對(duì)象 (Object) 現(xiàn)實(shí)世界中都是把很多物體當(dāng)作整體來(lái)看待的，在 GIs 應(yīng)用中也應(yīng)該采用 這種思想。在 GIs 數(shù)據(jù)建模和其他類(lèi)似的領(lǐng)域中，也應(yīng)當(dāng)將對(duì)應(yīng)于現(xiàn)實(shí)世界的 各種實(shí)體抽象成對(duì)象，當(dāng)作整體來(lái)處理 。對(duì)象與對(duì)象之間可以交互 :具有共同 屬性的多個(gè)對(duì)象抽象為類(lèi)，對(duì)象可以保存自己的狀態(tài) (屬性 )。由于對(duì)象與現(xiàn)實(shí) 世界的實(shí) 體對(duì)應(yīng)，從而加強(qiáng)了 GIs 數(shù)據(jù)模型的易理解性、可讀性和可維護(hù)性。 (2) 封 裝 (Encapsulatico) 對(duì)象的所有信息被隱藏封裝起來(lái) 。對(duì)象提供的一些服務(wù)， 由外界通過(guò)向它 發(fā)送消息來(lái)實(shí)現(xiàn)。 GIs 在使用數(shù)據(jù)對(duì)象時(shí)隱藏了數(shù)據(jù)對(duì)象內(nèi)部的細(xì)節(jié)，只提供 了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的程序接口。通過(guò)對(duì)對(duì)象狀態(tài)的隱藏，增強(qiáng)了 GIs 數(shù)據(jù)模型的穩(wěn)固 性和可維護(hù)性。