實驗結(jié)果分析 - 視頻監(jiān)視系統(tǒng)中視頻質(zhì)量優(yōu)化策略研究

　　本文的測試環(huán)境為：監(jiān)視服務器運行Davinci開發(fā)平臺，具有ARM+DSP雙核結(jié)構(gòu)，ARM子系統(tǒng)進行常規(guī)處理，DSP子系統(tǒng)進行快速數(shù)字信號處理。ARM子系統(tǒng)最高主頻為297 MHz，DSP子系統(tǒng)最高主頻為594 MHz，最高速度為每秒4 752百萬條指令;監(jiān)視終端運行于PC機，處理器為奔騰42.8 GHz，內(nèi)存1 GB，顯存256 MB，內(nèi)置100 Mb/s網(wǎng)卡，160 GB硬盤，操作系統(tǒng)為Windows XP。監(jiān)視服務器與監(jiān)視終端通過校園網(wǎng)絡相連。測試內(nèi)容主要是針對客戶端發(fā)出連接請求后5 s，10 s，30 s，60 s，90 s，120 s，150 s，200 s，250 s，300 s時的系統(tǒng)狀態(tài)：主要包括時延、丟包率以及產(chǎn)生停頓現(xiàn)象幀的百分比率。測試過程為單用戶情況下，對優(yōu)化前后視頻質(zhì)量進行比較。如圖5所示為優(yōu)化前、后的時延變化圖。從圖中可以觀察出，優(yōu)化前時延隨著監(jiān)視時間的增加而增長，這是由于監(jiān)視終端緩沖區(qū)之間拷貝操作過多，造成客戶端解碼顯示、速度相對較低，因而引起監(jiān)視終端累積延時。而優(yōu)化后的時延基本穩(wěn)定，大概在1.5 s左右，沒有累積時延。這是由于緩沖區(qū)策略的控制，監(jiān)視終端視頻解碼、顯示速度有了大幅提高，同時在編解碼速率協(xié)調(diào)策略的控制下，視頻編解碼速度相對比較平均，有效的抑制了累積時延，保證了系統(tǒng)實時性。因此優(yōu)化控制策略對于時延的控制十分有效。

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　　如圖6所示為優(yōu)化前、后的丟包率變化圖。從圖中可以觀察出，優(yōu)化前，系統(tǒng)丟包率在開始監(jiān)視的時比較穩(wěn)定，但隨著監(jiān)視時間的增長，丟包率迅速增加。由于累積時延存在，緩沖區(qū)必定會溢出，因此導致丟包率迅速增加。而在優(yōu)化后的系統(tǒng)中，由于不存在累積時延，因此系統(tǒng)緩沖區(qū)利用率比較小，不會造成由于緩沖區(qū)溢出而產(chǎn)生的丟包現(xiàn)象，因此確保了系統(tǒng)的監(jiān)視視頻質(zhì)量。在優(yōu)化后的系統(tǒng)中，丟包率依然存在較大波動，這是因為在網(wǎng)絡擁塞的情況下，不可避免會產(chǎn)生較大丟包率，但是由于擁塞控制的作用，丟包率會受到抑制，緩慢恢復到正常水平。

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　　圖7為停頓幀百分比的變化圖。從圖中可以看出，優(yōu)化后的停頓幀百分比比優(yōu)化前有了較大的提升，優(yōu)化后的停頓幀百分比大概穩(wěn)定在1.5%左右。隨著視頻實時性的提高，視頻緩沖的時間也大大減小，緩沖區(qū)數(shù)據(jù)量也大大減小，因此造成監(jiān)視終端解碼、線程間歇性等待網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流，從而造成停頓百分比增高，視頻出現(xiàn)停頓現(xiàn)象。由于優(yōu)化后視頻停頓百分比基本穩(wěn)定且居于可以接受的范圍，這也進一步表明編解碼速率協(xié)調(diào)策略進行了有效的控制。

　　4 結(jié)語

　　視頻監(jiān)視系統(tǒng)中，對系統(tǒng)軟件硬件設計實現(xiàn)完成后，很重要的工作就是對監(jiān)視視頻質(zhì)量的優(yōu)化，只有監(jiān)視視頻的質(zhì)量達到要求，系統(tǒng)才能滿足實際應用的需求。因此本文基于這個問題，首先分析了監(jiān)視視頻性能指標的影響因素，然后提出2種優(yōu)化策略，實驗結(jié)果表明，這兩種策略有效地提高了監(jiān)視視頻的質(zhì)量，保證了監(jiān)視視頻的實時性，流暢性和高清晰度。

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