基于MFC的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控設(shè)計(jì)研究

1、基于MFC的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控設(shè)計(jì)研究摘 要：隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開展，實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控已經(jīng)廣泛應(yīng)用。采用Microsoft公司提供的較為成熟的MFC框架編程，提出了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的流媒體轉(zhuǎn)發(fā)效勞器的設(shè)計(jì)方案，采用C/C+語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)功能，調(diào)用MFC中的函數(shù)提取攝像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體軟件方案，實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的具有取視頻流，用戶優(yōu)先級(jí)認(rèn)證，以及組播傳輸功能的流媒體轉(zhuǎn)發(fā)效勞器解決方案。關(guān)鍵詞：流媒體；MFC；視頻監(jiān)控1 流媒體概念流媒體Streaming Media是指視頻、語(yǔ)言和數(shù)據(jù)通過(guò)實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議以連續(xù)流方式順序，從源端向目的地傳輸，目的地只需接收到一定數(shù)據(jù)緩存后就可以立即播放的

2、多媒體應(yīng)用。流媒體效勞器是流媒體技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)，其基于流媒體技術(shù)應(yīng)用的系統(tǒng)主要由視頻與聲音數(shù)據(jù)信息采集、數(shù)據(jù)信息的編碼/解碼、文件效勞器、流媒體效勞器、視頻實(shí)時(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)部分組成。流媒體根底的數(shù)據(jù)信息來(lái)源于監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)采集、本地的存儲(chǔ)和文件效勞器。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域的不同、規(guī)模的不同和解決問題的著重點(diǎn)不同，可以歸納有以下幾種效勞器架構(gòu)：1基于PC的效勞器：采用PC機(jī)作為效勞器，效勞于小型用戶。此種效勞器構(gòu)架存在一些問題，在網(wǎng)絡(luò)方面，是網(wǎng)絡(luò)傳輸和傳輸?shù)耐掏侣剩欢浖矫孑^簡(jiǎn)單，采用根本的流調(diào)度處理和傳輸質(zhì)量的保證。2專用硬件平臺(tái)的效勞器：采用專用的硬件效勞器，性能優(yōu)越而且功能強(qiáng)大，面向

3、多用戶效勞對(duì)象。該類效勞器對(duì)硬件的性能要求高，擁有專業(yè)的處理視頻的數(shù)字視頻引擎，是多用戶點(diǎn)播效勞器的開展趨勢(shì)。3分布式構(gòu)造的效勞器：流媒體效勞器采用分布式的思想將功能分布到網(wǎng)絡(luò)中對(duì)單個(gè)效勞器的性能要求不是很高，解決了單一效勞器設(shè)計(jì)上的很多瓶頸。2 系統(tǒng)模型實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控的轉(zhuǎn)發(fā)的主要核心設(shè)備流媒體轉(zhuǎn)發(fā)效勞器，是負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)信息編碼封裝，進(jìn)而通過(guò)實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)發(fā)送到用戶接收設(shè)備；同時(shí)，流媒體轉(zhuǎn)發(fā)效勞器的硬件設(shè)備需要專業(yè)的處理芯片、存儲(chǔ)空間以及足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬，通過(guò)上述設(shè)備來(lái)完成視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。最后就是用戶終端，在被容許的情況下，用戶可以在本地客戶端與遠(yuǎn)程客戶端運(yùn)行特定的應(yīng)用程序或者通用閱讀器，通

4、過(guò)Internet查看監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況及存取在媒體效勞器上的音樂、影片等多媒體資源。系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要應(yīng)用VC+和OpenCV軟件完成，通過(guò)設(shè)計(jì)C+語(yǔ)言程序?qū)崿F(xiàn)各種功能?？刂瞥绦蛟O(shè)計(jì)部分大體分為視頻采集和保存、視頻圖像處理、運(yùn)動(dòng)目的檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)目的跟蹤。視頻采集是使用攝像頭調(diào)取畫面的過(guò)程，是整個(gè)視覺跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)中根底部分。通過(guò)cvCaputureFromCAM函數(shù)啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)攝像頭，然后抓取第一幀圖像顯示到窗口中；再經(jīng)過(guò)for循環(huán)語(yǔ)句，抓取下一幀圖像顯示到創(chuàng)立的窗口。抓取前后兩幀圖像的時(shí)間差在20ms左右。這樣就可以連續(xù)不斷地獲得視頻圖像，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)視頻采集的效果。圖像處理在這里分為圖像類型轉(zhuǎn)換，圖像二值

5、化和濾波。使用背景差分法檢測(cè)運(yùn)動(dòng)物體，所以需要將攝像頭采集的彩色圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像，使用的函數(shù)是cvCvtColorpFrame，pFrImg，CV_BGR2GRAY。將差分圖像二值化的目的是容易在背景圖像中提取出前景圖像，根據(jù)需求分析。3 MFC構(gòu)造及設(shè)計(jì)3.1 MFC主要構(gòu)成MFC是一個(gè)微軟公司提供的類庫(kù)class libraries，以C+類的形式封裝了Windows的API，Win API與C+的結(jié)合。MFC本身不是開發(fā)程序的應(yīng)用語(yǔ)言，是軟件編程的標(biāo)準(zhǔn)，允許用戶使用C、VC+、Java等編程語(yǔ)言對(duì)WinDOS下應(yīng)用程序的開發(fā)，提供應(yīng)用程序的編程語(yǔ)言接口，使開發(fā)出來(lái)的各種各樣的應(yīng)用程序能

6、在WinDOS下運(yùn)行。MFC是微軟對(duì)API函數(shù)的專用C+封裝，遵守WinDOS操作系統(tǒng)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的機(jī)制和功能，采用此種方案開發(fā)的應(yīng)用程序，都能工作在WinDOS的消息機(jī)制和繪圖里，當(dāng)用戶開發(fā)Win應(yīng)用程序，采用專業(yè)C+ SDK開發(fā)應(yīng)用程序變得簡(jiǎn)單，其主要原因是在Win下用采用C+MFC編制軟件，通過(guò)MFC是對(duì)API的進(jìn)展封裝處理，從而節(jié)約和隱藏了大量的編程環(huán)節(jié)。然而，通過(guò)上述的結(jié)合對(duì)于編程者來(lái)說(shuō)是減少了勞動(dòng)，減輕了編程的復(fù)雜性，但同樣也會(huì)帶來(lái)新的問題，這個(gè)新的問題就是MFC對(duì)類封裝中的一定程度的冗余和迂回。3.2 MFC程序設(shè)計(jì)流程程序設(shè)計(jì)流程中有著四個(gè)重要的工具他們分別是：1Visual C

7、+整合開發(fā)環(huán)境IDE：可以明顯地或隱喻地激活其它工具如AppWizard和ClassWizard；可以設(shè)定各種工具、編譯并聯(lián)結(jié)程序、激活除錯(cuò)器、激活文字編輯器、閱讀類別階層；2AppWizard：這是一個(gè)程序代碼產(chǎn)生器?；赼pplication framework的觀念，一樣類型或說(shuō)風(fēng)格的MFC程序一定具備一樣的程序骨干，每一個(gè)project使用AppWizard的時(shí)機(jī)只有一次；3Resource Editor：這是一個(gè)總合資源編輯器， RC檔內(nèi)的各種資源它統(tǒng)統(tǒng)都有方法處理。Resource Editor做出來(lái)的各類資源與你的程序代碼之間如何維系關(guān)系，這就要靠ClassWizard；4Cla

8、ssWizard：AppWizard制作出來(lái)的程序骨干是不可以修改的，接下來(lái)最重要的工作是加上自己的成員變量并改寫虛擬函式，或搭起消息與程序代碼之間的聯(lián)絡(luò)，建立Message Map；以一般文字編輯器直接修改程序代碼當(dāng)然也可以。3.3 視頻流捕獲實(shí)現(xiàn)首先建立一個(gè)MFC AppWizardexe框架工程，命名為Streamingserver。自動(dòng)生成框架所需的頭文件和框架CPP文件，本設(shè)計(jì)中捕捉顯示函數(shù)名為OnCamera。采用Preview形式顯示。通過(guò)實(shí)現(xiàn)函數(shù)OnCamera，到達(dá)獲取視頻流的目的，有了本機(jī)的視頻流源就使視頻流可以源源不斷的進(jìn)展讀入和相關(guān)編碼操作。4 系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境對(duì)于實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)試需要說(shuō)明，系統(tǒng)既能進(jìn)展局域網(wǎng)內(nèi)監(jiān)控也能很好地進(jìn)展廣域網(wǎng)監(jiān)控，需要兩套設(shè)備，配有多個(gè)攝像頭，同時(shí)還需要多臺(tái)PC機(jī)，測(cè)試所需設(shè)備如表1所示。根據(jù)實(shí)時(shí)視頻流媒體轉(zhuǎn)發(fā)效勞器系統(tǒng)的功能需求，結(jié)合研究的硬件設(shè)備，給出監(jiān)控根本功能測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容包括實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控功能測(cè)試、系統(tǒng)編碼配置調(diào)節(jié)測(cè)試。5 完畢語(yǔ)為了到達(dá)測(cè)試監(jiān)控系統(tǒng)的目的，構(gòu)建了測(cè)試