实验结果分析 - 视频监视系统中视频质量优化策略研究

3 实验结果分析

　　本文的测试环境为：监视服务器运行Davinci开发平台，具有ARM+DSP双核结构，ARM子系统进行常规处理，DSP子系统进行快速数字信号处理。ARM子系统最高主频为297 MHz，DSP子系统最高主频为594 MHz，最高速度为每秒4 752百万条指令;监视终端运行于PC机，处理器为奔腾42.8 GHz，内存1 GB，显存256 MB，内置100 Mb/s网卡，160 GB硬盘，操作系统为Windows XP。监视服务器与监视终端通过校园网络相连。测试内容主要是针对客户端发出连接请求后5 s，10 s，30 s，60 s，90 s，120 s，150 s，200 s，250 s，300 s时的系统状态：主要包括时延、丢包率以及产生停顿现象帧的百分比率。测试过程为单用户情况下，对优化前后视频质量进行比较。如图5所示为优化前、后的时延变化图。从图中可以观察出，优化前时延随着监视时间的增加而增长，这是由于监视终端缓冲区之间拷贝操作过多，造成客户端解码显示、速度相对较低，因而引起监视终端累积延时。而优化后的时延基本稳定，大概在1.5 s左右，没有累积时延。这是由于缓冲区策略的控制，监视终端视频解码、显示速度有了大幅提高，同时在编解码速率协调策略的控制下，视频编解码速度相对比较平均，有效的抑制了累积时延，保证了系统实时性。因此优化控制策略对于时延的控制十分有效。

　　

 

　　如图6所示为优化前、后的丢包率变化图。从图中可以观察出，优化前，系统丢包率在开始监视的时比较稳定，但随着监视时间的增长，丢包率迅速增加。由于累积时延存在，缓冲区必定会溢出，因此导致丢包率迅速增加。而在优化后的系统中，由于不存在累积时延，因此系统缓冲区利用率比较小，不会造成由于缓冲区溢出而产生的丢包现象，因此确保了系统的监视视频质量。在优化后的系统中，丢包率依然存在较大波动，这是因为在网络拥塞的情况下，不可避免会产生较大丢包率，但是由于拥塞控制的作用，丢包率会受到抑制，缓慢恢复到正常水平。

　　

 

　　图7为停顿帧百分比的变化图。从图中可以看出，优化后的停顿帧百分比比优化前有了较大的提升，优化后的停顿帧百分比大概稳定在1.5%左右。随着视频实时性的提高，视频缓冲的时间也大大减小，缓冲区数据量也大大减小，因此造成监视终端解码、线程间歇性等待网络数据流，从而造成停顿百分比增高，视频出现停顿现象。由于优化后视频停顿百分比基本稳定且居于可以接受的范围，这也进一步表明编解码速率协调策略进行了有效的控制。

　　4 结语

　　视频监视系统中，对系统软件硬件设计实现完成后，很重要的工作就是对监视视频质量的优化，只有监视视频的质量达到要求，系统才能满足实际应用的需求。因此本文基于这个问题，首先分析了监视视频性能指标的影响因素，然后提出2种优化策略，实验结果表明，这两种策略有效地提高了监视视频的质量，保证了监视视频的实时性，流畅性和高清晰度。