基于多線程編程的視頻監(jiān)控系統(tǒng)四路回放的設(shè)計
摘 要:本文結(jié)合H.263解碼、多線程編程和DirectDraw的應(yīng)用,介紹了視頻監(jiān)控系統(tǒng)回放的軟件設(shè)計以及四路回放的實(shí)現(xiàn)。
關(guān)鍵詞:視頻監(jiān)控;多線程;四路回放;DirectDraw
引言
目前國內(nèi)外市場上占主導(dǎo)地位數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。一般具有如下功能:監(jiān)視、錄像、回放、備份、報警、控制、遠(yuǎn)程連接等。目前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般只能播放一路視頻(簡稱單路回放),即同一時間只能播放一個視頻文件。如果要想同時查看多個歷史紀(jì)錄文件,這種傳統(tǒng)的回放方式略顯不足。本文提出一種能同時播放四個任意選擇的歷史文件(簡稱四路回放)的設(shè)計方案。
關(guān)鍵技術(shù)
回放主要是將存儲在硬盤中的壓縮文件解碼顯示出來,所以在設(shè)計時必須根據(jù)壓縮文件的格式,進(jìn)行相應(yīng)的解碼。用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的編碼標(biāo)準(zhǔn)主要有H.263、MPEG-4等。本視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用的編碼標(biāo)準(zhǔn)是H.263,所以回放的解碼也要根據(jù)H.263標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解碼。解碼的過程大致是:首先打開編碼視頻文件,得到視頻編碼流后,先找到圖像開始碼,得到圖像頭。然后尋找?guī)瑪?shù)據(jù)宏塊信息,確定幀的編碼模式(幀內(nèi)編碼、幀間編碼或是沒有編碼),針對不同模式的編碼宏塊分別進(jìn)行相應(yīng)的解碼,解碼后的數(shù)據(jù)傳遞給顯示程序。不像編碼程序,解碼程序是基于宏塊進(jìn)行操作的,它并不需要把關(guān)鍵幀和非關(guān)鍵幀區(qū)分開來解碼。
要把解碼后的圖像顯示出來,可以使用DirectDraw。DirectDraw是微軟發(fā)行的DirectX軟件開發(fā)工具箱(SDK)中的一部分,是圍繞OLE和COM接口來設(shè)計的。它允許程序員直接處理顯示存儲設(shè)備,支持硬件覆蓋,支持頁面翻轉(zhuǎn),使圖形處理較傳統(tǒng)的GDI圖形處理有了較大的提高。
由于本設(shè)計的回放部分能夠同時播放四個視頻文件,若只有一個線程(線程是操作系統(tǒng)分配CPU時間的基本單位,一個線程可以執(zhí)行應(yīng)用程序的任何部分,一個應(yīng)用程序至少包含一個主線程)來播放,很難實(shí)現(xiàn)四個文件的同時播放。如果設(shè)計成多線程(應(yīng)用程序中,除主線程外,還創(chuàng)建有其它線程),就可以有效的利用CPU資源,同時播放多個視頻文件。進(jìn)行程序設(shè)計時,一般可以調(diào)用Windows API函數(shù)CreateThread。此時需要考慮線程互斥和線程同步問題,以保證應(yīng)用程序的正常執(zhí)行。線程互斥是指對于共享的操作系統(tǒng)資源,在各線程訪問時的排它性。當(dāng)有若干個線程都要使用某一共享資源時,任何時刻只允許一個線程去訪問,其它要使用該資源的線程必須等待,直到占用該資源者釋放了該資源。線程同步是指若干個線程之間具有一種制約關(guān)系,一個線程執(zhí)行依賴于另一個線程的消息,當(dāng)一個線程沒有等到另一個線程的消息時,應(yīng)該等待,直到消息到達(dá)時,才被喚醒。
系統(tǒng)軟件設(shè)計
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的回放部分一般具有:歷史文件搜索、基本播放控制以及對搜索出來的文件進(jìn)行備份(單個文件或所有文件備份光盤),保存和打印播放視頻文件的當(dāng)前幀等其它功能。
根據(jù)上述基本功能,采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法,對回放部分進(jìn)行設(shè)計的程序流程圖如圖 1 所示。
在圖 1 所示的框圖中,進(jìn)入回放時,首先要進(jìn)行系統(tǒng)變量、DirectDraw的初始化以及分配一些系統(tǒng)資源。退出回放時,若有回放線程在運(yùn)行,首先要關(guān)閉回放線程,然后關(guān)閉解碼器,釋放系統(tǒng)資源,以便下次能夠進(jìn)入回放。根據(jù)文件的記錄位置和文件名的特點(diǎn)(文件的記錄位置為 Drivers:file記錄通道日期,文件名為時和分的組合,例如,D:file120030620