摘要：为了对中的进行，提出了3种控制：零拷贝缓冲区、网络拥塞抑制、编解码速率协调策略。零拷贝缓冲区策略降低了终端负载，提高了处理能力，网络拥塞抑制策略有效地减少了丢包率，编解码速率协调策略平衡了延时与流畅性。实验测试结果显示，随着时间的增加，后系统时延基本稳定、丢包率显著减少、播放流畅，系统性能满足一般应用需要。
关键词：监视；优化；实时数据处理；视频播放的流畅性
随着自动化技术和软硬件技术的不断发展，传统工业对于自动化技术的要求显著提高，极大地促进了视频监视技术的发展；同时由于“911”事件的影响，世界对于安全的注重超过以往任何时候，安全防护成了各项活动的重中之重。在工业中，仪器设备的正常运行对工厂
的安全正常运行有着决定性的意义，所以很有必要对这些仪器、设备进行监视。在安防中，由于涉及到巨大的人身及财产伤害，对于监视的实时性以及准确性的要求不言而喻。基于此，视频监视技术取得了长足的发展。而在视频监视技术的发展过程中，监视视频的成为视频监视系统中最重要的部分。因此对监视视频的优化策略直接影响整个视频监视系统的性能。
1 存在的问题
监视视频的质量主要体现在实时性、流畅性和清晰度等性能指标上。在一般视频监视系统中，实时性主要由监视终端视频处理性能决定。实时性要求客户端软件以最快的速率进行网络视频数据解码。由于远程监视系统中，监视终端存在接收缓冲区，缓存网络数据流，因此实时性要求数据在缓冲区中几乎不进行缓存。而对于视频流畅性，主要由监视终端解码、显示速率与网络视频流接收速率的相对关系决定，当解码、显示速率比视频流接收速率高时，解码、显示会阻塞等待视频接收，由于此等待过程并非平均分布在每一帧，因此会造成播放视频流畅性问题。清晰度主要和视频数据的丢包率有关，在网络状况理想的情况下，丢包率主要与监视终端数据处理效率有关，当终端数据处理速率较低时，由于视频数据累积，会造成接收缓冲区溢出，从而导致丢包率升高，引起清晰度问题。在实际应用中，网络拥塞对丢包率影响很大，决定了视频的清晰度。
由上述分析可知，要想保证视频实时性能，必须提高视频终端的处理性能。而同时由于实时性和流畅性存在矛盾：实时性要求监视终端以最快速率进行数据处理；流畅性要求视频流进行缓冲，同时控制监视终端解码、显示速率。为了达到好的监视效果，必须找到均衡控制策略，一方面让视频进行缓冲，保证视频解码、显示不阻塞，另一方面保证数据快速解码，不产生累积时延。同时必须对网络拥塞进行抑制，以保证视频清晰度。
2 优化控制策略
2．1 零拷贝缓冲区策略
流媒体编程中处理的数据量非常大，减少数据拷贝可以提高客户端对流媒体数据的处理速度、降低时延以及减轻处理器的负载；也可以减少客户端因为数据拷贝，来不及处理后续数据包而带来的丢包现象。从而节约系统资源，提高流媒体的播放质量。零拷贝缓冲区策略通过合理的缓冲区设计，能减少90％的数据拷贝工作，大大提高系统性能。
零拷贝缓冲区策略合并接收缓冲区和解码器输入缓冲区，使得缓冲区间的数据拷贝操作变成指针操作。
零拷贝缓冲区原理图如图1所示，Read-ptr：视频解码指针，指向待解码的数据；Write_ptr：接收数据指针，指向网络数据的存放地址；valid_data_ptr：有效缓冲区首地址，网络数据存放的首地址。备用缓冲区不存放从网络接收的视频流，当如图2所示，有效数据分为2块时，并且解码数据分别存在于缓冲区中的2个部分，则传递给解码器Read-ptr并不能满足要求，因此需要使用到备用缓冲区，具体策略是将Read-ptr后的数据拷贝到Buffer_ptr里，使得解码数据变成一块连续缓冲区。由于在视频监视系统中，一帧数据的数据量比接收缓冲区小得多，因此发生这种拷贝的几率很少，而且每次拷贝的数据量也很少，能大大优化系统性能，提高监视终端解码、显示的效率。 (责任编辑：admin) |