基于事件的视频传输自适应调节方法及其应用

封盛

摘要：在监控视频传输过程中，网络状况及编码参数的改变会影响视频质量与占用的存储资源。在对IP 网络视频传输技术研究的基础上，提出了一种基于交通事件的视频传输的自适应调节方法。这种方法在实时监测网络资源状况的同时考虑存储资源，在交通事件发生时提高视频码率和分辨率达到提高视频质量的目的；在没有事件发生期间采用低编码参数，达到节约存储资源的目的。结合一个交通视频通信系统，实现了这种基于事件的自适应调节方法的应用，并进行了实际测试，验证了其运行效果。

关键词：视频传输； 实时视频； 自适应调节； 实时传输协议； 存储资源

中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）02-0375-05

随着互联网的不断发展，多媒体应用越来越引人注目。在交通监控系统中，对于视频的传输有一点的要求，如带宽、时延和数据丢失率等，每个路口有大量的视频数据需要进行传输和存储，其中大部分视频数据是对于道路情况的记录，对于交通监控不具有太大的意义，这些数据与包含交通事件信息的视频数据采用相同的编码和传输参数是不合理的，但是目前互联网不能提供相应的服务质量调节机制及节约存储资源的措施，只能做到尽力而为。

本文以交通视频监控系统为背景，考虑交通事件采用基于终端的自适应调节策略，通过实验验证了基于事件的视频传输自适应调节方法对于节约存储资源的可行性。

1 实时视频传输

在交通视频监控系统中，监控视频进行网络传输的过程包括视频采集、视频编码、视频传输及控制等几个部分，其中视频编码及视频传输技术是本文研究的主要内容。

1.1实时传输协议

实时传输协议RTP（Real-time Transport Protocol）是针对Internet上多媒体数据流设计的一个传输协议。RTP 可以与其它适合的底层网络或传输协议一起使用，例如UDP 或TCP 协议。RTP主要负责将流媒体数据安装RTP数据包的格式进行封装并通过下层协议进行数据传输；其本身只保证实时数据的传输，并不能提供任何可靠传输机制，也不提供拥塞和流量控制，拥塞和流量控制则是利用实时传输控制协议RTCP （Real-time Transport Control Protocol）来实现。

RTCP负责传输过程中服务质量的管理与控制，在各会话用户之间传递控制信息，提供流量和拥塞控制服务；在RTP会话过程中，各参与会话者周期性地传送RTCP数据包，包中含有己发送的数据包数量、丢失数据包数等统计信息。通过RTCP 数据包携带的信息，在一定程度上能反映当前RTP会话传输通道的网络状况。

2 基于事件的视频传输自适应调节框架

视频数据在进行网络传输过程中，由于网络的不稳定及路由的选择等情况都可能造成传输时延，更严重的会产生丢包处理，这些问题会对视频质量造成影响。该文提出在特定的背景下，进行视频传输时采用基于事件的自适应调节视频码流的方法，通过判断有无交通事件发生及当前网络状况，自适应调节视频编码参数，在保证用户对于视频质量要求的前提下节约存储资源。

2.1自适应调节框架

根据上述基于事件视频传输的自适应调节特性，设计基于事件视频传输自适应调节方法，其框架如图1所示。

基于事件的视频传输自适应调节框架包括视频发送端和视频接收端两个部分。视频发送端由视频编码模块、数据发送模块、事件判断模块、自适应调节控制模块、自适应策略制定等模块组成；视频接收端由视频输出模块、解码模块、数据接收模块、网络状况反馈等模块组成；视频编解码模块负责对视频数据的编码及解码的具体实施，网络状况反馈模块提供调节所依据的网络状况信息，自适应策略和调整模块则根据网络状况及交通事件判断需要采用何种调节手段。

3 基于事件的视频传输自适应调节方法

基于事件的视频传输自适应调节系统在运行时，需要一定的策略，根据事件是否发生以及相应的网络状况信息，对视频的编码参数进行调整。根据不同应用场景、不同的网络状况信息、用户需求等采取合适的自适应调节策略。本节提出一种用于基于事件的视频传输自适应调节方法，其中的关键点在于当交通事件发生时对于网络状况判断、视频码流调节策略以及相应的自适应调节策略。

3.1网络状况判断

3.2 视频编码参数调节策略

在众多编码参数中，视频码率及分辨率对视频质量及体积有着重要影响。因此，在没有交通事件发生的情况下，视频编码采用较低的码率及分辨率，节约资源；在事件发生时，提高视频码率及分辨率，保证高质量的视频，便于事件的分析与回放。

4 基于事件的视频传输自适应调节方法应用

本文所提出的基于交通事件的视频传输自适应调节系统的应用场景为交通监控系统。通过视频发送端和接收端两部分组成实验系统。使用两台计算机分别作为视频发送端和接收端，基于RTP协议进行视频数据传输。

4.1自适应调节系统运行效果

将一段长度为240秒且含有违章停车事件的视频数据作为实验对象，一辆小轿车在路边违章停车，整个事件的持续时间约为20秒，其余约220秒时间的内容为正常路况状态。图4为违章停车事件开始，图5为违章停车事件结束。

两次实验的结果如表2所示，未采用自适应调节方法时，经传输后视频大小为11.6M，采用自适应调节方法时，经传输后视频大小为（7.94+V）M，其中7.94为正常路况状态视频，不包含事件内容数据，V为不同网络状况下，撞车事件数据的传输后的视频大小，网络状况良好时，事件数据大小为1.18M，整个视频大小为9.12M；网络状况一般时，事件数据大小为0.91M，整个视频大小为8.82M；网络状况较差时，事件数据大小为0.69M，整个视频大小为8.63M。

5 总结

本文提出了一种基于事件的视频传输自适应调节方法，并以交通监控系统中进行了实验。这种视频传输方法以是否发生事件作为调整发送端编码参数的重要依据，当有交通事件发生时，采用高质量编码参数编码，保证交通事件清晰；无交通事件时，采用低质量编码参数，节约网络和存储资源。通过实验验证了基于事件的视频传输自适应调节方法在保证视频有效信息的基础上，节约了存储资源，具有一定的可行性。

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