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图像通信与处理技术在林火监测中的应用研究
3．8．2’TM2188AP与2148的连接
’TM2188AP为图像阅览卡，也称图像加速卡，保证能够顺利地平滑接收多路视
频信号，改善图像阅览效果，使阅览更快、更流畅，另外可以采集多路声音信号。
它与’rM2148配合使用，其连接方式如下图3．5所示，2188AP通过电缆可连接四块
2148，这样可在监控四个不同区域。
音频输
图3．5 TM2188AP与2148的连接
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4视频采集与远程传输
4．1数字视频的特点 -
视频信息属于一种视觉媒体信息，视频信息通常有两种表达方式：模拟视频与
数字视频。由于模拟视频易受信号衰减和噪声的影响，传送中信息失真和丢失，可
控性差，因此直接由CCD数字摄像机经过计算机处理产生数字视频，实现在网络上
的传输l"l。它有很多优点，主要表现在以下几个方面：
1)使用数字传输抗干扰能力强。
2)使用数字处理易于加密，有利于视频信号的保密传输。
3)易实现数字存储和提供新功能。
4)数字化传输容易进入各种数字通讯网，适合未来的多媒体通信。
但是也存在一些缺点：
1)数字视频具有严格的时间文度关系，对时延相对敏感，在网络上传输会出现
抖动现象，要文持图像的连续性，必须尽量避免抖动现象的产生。
2)吞吐量巨大，视频传输需要网络提供高带宽。以每帧512×512×8位的视频来
计算，一帧图像就占用大约2Mbits的空间，若以PAl。制的每秒25帧计算，一秒中
就要处理50Mbits的数据，因此必须要压缩处理。
3)需要较高的质量要求，以满足视觉感受。
由于数字视频自身的特点，导致它在传输中对操作系统、计算机配置以及传输
网络的要求非常高。
4．2视频要求
4．2．1操作系统要求
在视频传输过程中，无论是客户端程序还是服务端程序，多个线程或进程必须
同时作业。客户端CP[J通过分时在各个线程问频繁地切换，使采集、显示、编码和
传输几乎同时进行。而服务端CP[J不仅要响应各个客户机的请求、对话并接收视频
压缩信号流，同时要将信号解压缩还原并在监视器上显示，各个工作也是同步进行。
因此在选择操作系统时，操作系统必须能提供了多线程或多进程机制，可选择
Windows 98作为开发平台。
4．2．2计算机配置要求
视频传输是以点对点作为通信方式，服务端CPLJ处理的工作与客户机CPU处
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理任务有所不同，因此对于客户机和服务器来说，其系统硬件配置也因有所不同。
客户机在发送视频流的同时，还担负着视频采集和控制，以及对视频流进行压缩，
而服务器端只需响应客户端的请求并接收和解压缩视频流，并予之显示即可。服务
器与多个客户机进行远程通信，服务器响应频繁，因此服务器对稳定性、配置有很
高的要求。
4．2．3网络要求
视频图像的时问连续性和数据量大要求实时传输及高带宽，因此对通信网络有
一定的要求，采用宽带可以避免无法忍受的网络延时和抖动，保证视频图像传输质
量。
4．3。rCP／IP协议
如4．1图，Internet是使用TCP／IP协议和网关设备(Gateway)组成的网络。’TCP／IP
协议得名于2个有名的协议，即TCP协议(Transmission Control Protoc01)和lP协
议(Internet Protoc01)，中文名为传输控制协议／网际协议，是至今为止发展最为成
功的通信协议之一15]154][55]。
图4．1 Internet模型
4．3．1’rCP／IP特点
1)开放的协议标准，可以独立于特定计算机和操作系统的开放方式；
2)独立于特定的物理网络硬件，可以运行在多种网络传输介质上；
3)共同的地址规划方案使得网络中的任何’FCP／IP设备都具有一个唯一的地址；
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4)标准化的高层协议提供了多种可靠的用户服务。
5)可在多种网络平台上进行图像传输，具有良好的网络透明性。
4．3．2’rcp／IP网络体系结构
’rcp／IP协议层次模型如图4．2所示，它在硬件基础上分为4个层次，自低向上
依次为网络接口层、网际层、传输层、应用层。这四个层次中，网际层和传输层是
最为重要的…洲’”。
源主机
应用层
报文或数据流
目的主机
应用层．
竺竺呈．!三!!：I 传输协议包
传输层(TCP)
!堡墨!!!： l 。P数据包
网际层(IP)
!竺堡!呈 J 网络帧
网络接口层
网络硬件
图4．2 TCP／IP协议层次结构
网际层含有4个重要的协议：IP网际协议、ICMP网际控制报文协议、ARP地
址转换协议、RARP反向地址协议。网络层的主要功能由互连网络协议IP来提供，
lP的核心任务是通过互连网传送数据报。当在不同主机间发送报文时，原主机首先
构造一个带有全局网络地址的数据报，并在其前面加一个报头。若目的主机在本网
内，IP可直接通过网络送至主机。若目的主机在其他网中，则将数据报送到路由器，
路由器将分组拆开，恢复为原始数据报，分析IP的头以决定该数据报包含的是控制
信息还是数据。若是数据，还需将数据分段，每个段成为独立的IP数据报，然后排
成队列并进行路径选择予以转发，目的丰机收到IP数据报后，将相应的头除去，恢
复成IP数据报，将它们重组为原始数据后，再送至高层处理。IP数据报主要在网际
中进行传送，网际是一个虚拟结构，在网际中每一台主机都分配一个唯一的32位网
际地址。传输层的基本目的是为通信双方的主机提供端到端的服务，’FCP／IP在传输
层提供两个主要协议：传输控制协议(’FCP)和用户数据报协议(UDP)，因此在传输
视频流过程中，系统的发送方与接收方之间的网络协议有两种选择：面向连接的TCP
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