多用户实时动态网络视频控制系统模型研究与设计
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摘要
随着下一代网络技术的逐步推进,Web服务技术的深化,网络摄像机的智能化发展,网络技术、多媒体技术、异构平台的软件支撑技术日益成熟。语音、视频、数据等多种业务能够融合在一个综合性的、全开放的网络平台上。实时动态网络视频的应用系统是通讯技术、智能控制技术和计算机技术的有机结合,将被广泛应用于安全防范、远程监控、远程教学、病房监护、社区服务等各计算机应用领域。
本文在网络视频技术和Internet技术的基础上,提出多用户远程访问、控制实时动态视频图像应用系统的设计方法,构建多用户实时动态网络视频控制系统的实现方案。在系统的分析、设计中,运用面向对象软件工程方法(OOSE方法),使用统一建模语言(UML),对系统进行了面向对象的分析和设计;运用基于形式的、数学的规约技术,采用形式化语言——Z规约对构造系统的关键模块进行了探讨;从数据封装、抽象数据类型、信息隐藏等技术角度,对系统核心算法进行了解析。在系统核心算法的处理中,应用运筹学中排队论的思想,解决多用户对硬件资源的竞争问题;分析系统算法的性能,提出实施系统优化设计的策略,并给出一个有效的处理最典型的面部检测的新算法。
With the development of the technology of NGN(Next Generation Network), Web Service, intelligent network Camera, the technology of support for network, multimedia and heterogeneous system has been more and more practicable. So many businesses, such as voice, video, dates, and so on, can be integrated with a synthesized, full-opened network platform. The system of real-time and dynamic network video, which integrates communication technology, intelligent control technology, will be used widely in all field of computer application, such as safety precautions, long-range surveillance and control, teleclass, sickroom electronic surveillance, community service, and so on.
The paper, based on the thesis of internet and network video, designs a scheme for multi-users access real-time and dynamic video system, and puts forward a blue-print for it. The paper applies OOSE, UML technology to design and implementation of the system. It discusses how to use the formal mathematic specifications to design key-block of system. It researches on implementation of system combined with data encapsulation, abstract data type, information hiding. In implementation of the core algorithm organization, the paper applies the thesis of queue in operational research to solve the competition of hardware when multi-users access. Also, after analyzing the performance of system, the paper puts forward a strategy for the optimization of system. Besides, one novel efficient face detection and tracking algorithm are presented, which adapts for the most typical personal secret controlling.
本文在网络视频技术和Internet技术的基础上,提出多用户远程访问、控制实时动态视频图像应用系统的设计方法,构建多用户实时动态网络视频控制系统的实现方案。在系统的分析、设计中,运用面向对象软件工程方法(OOSE方法),使用统一建模语言(UML),对系统进行了面向对象的分析和设计;运用基于形式的、数学的规约技术,采用形式化语言——Z规约对构造系统的关键模块进行了探讨;从数据封装、抽象数据类型、信息隐藏等技术角度,对系统核心算法进行了解析。在系统核心算法的处理中,应用运筹学中排队论的思想,解决多用户对硬件资源的竞争问题;分析系统算法的性能,提出实施系统优化设计的策略,并给出一个有效的处理最典型的面部检测的新算法。
With the development of the technology of NGN(Next Generation Network), Web Service, intelligent network Camera, the technology of support for network, multimedia and heterogeneous system has been more and more practicable. So many businesses, such as voice, video, dates, and so on, can be integrated with a synthesized, full-opened network platform. The system of real-time and dynamic network video, which integrates communication technology, intelligent control technology, will be used widely in all field of computer application, such as safety precautions, long-range surveillance and control, teleclass, sickroom electronic surveillance, community service, and so on.
The paper, based on the thesis of internet and network video, designs a scheme for multi-users access real-time and dynamic video system, and puts forward a blue-print for it. The paper applies OOSE, UML technology to design and implementation of the system. It discusses how to use the formal mathematic specifications to design key-block of system. It researches on implementation of system combined with data encapsulation, abstract data type, information hiding. In implementation of the core algorithm organization, the paper applies the thesis of queue in operational research to solve the competition of hardware when multi-users access. Also, after analyzing the performance of system, the paper puts forward a strategy for the optimization of system. Besides, one novel efficient face detection and tracking algorithm are presented, which adapts for the most typical personal secret controlling.
引文
[1]公式(3.1)-公式(3.9),参见吴祈宗主编,运筹学与最优化方法[M].北京:机械工业出版社,2003-2,P160-161,P170-171。
[2]公式(3.10)-公式(3.16),参见李军,徐玖平编著,运筹学--非线性系统优化[M].北京:,科学出版社,2003-11,P156,P182,P205。
[1][2]参见Roger.S.Pressman著,黄伯素、梅宏译,软件工程--实践者的研究方法[M].北京:机械工业出版社,2002-9,P484-485。
[1](美)Ethan Cerami著,陈逸译.Web服务精髓[M].中国电力出版社,2003.
[2]许龙飞,李国和,马玉书编著.Web数据库技术与应用[M].北京:科学出版社,2005.
[3](美)Roben W.Sebesta著,李政仪译.Web程序设计[M].北京:清华大学出版社,2006.
[4](美)Jeffrey C.Jackson著、陈宗斌译,Web技术[M].北京:清华大学出版社,2007.
[5]蒋学英等编著.Web数据库设计与开发[M].北京:清华大学出版社,2007.
[6]李军,徐玖平编著.运筹学--非线性系统优化[M].北京:科学出版社,2003.
[7]徐玖平,胡知能编著.运筹学[M].北京:科学出版社,2006.
[8]吴祈宗编著.运筹学与最优化方法[M].北京:机械工业出版社,2003.
[9](美)华光编著.排队论与随机服务系统[M].上海:上海翻译出版公司,1984.
[10]陆传贲编著.排队论[M].北京:北京邮电学院出版社,1994.
[11]孙荣恒、李建军著.排认论基础[M].北京:科学出版社,2002.
[12]王卫红编著.建模与仿真[M].北京:科学出版社,2002.
[13]朱德通编著.最优化模型与实验[M].上海:同济大学出版社,2003.
[14]阳明盛,罗长童编著.最优化原理、方法及求解软件[M].北京:科学出版社,2006.
[15](美Edward Yourdon & Carl Argila)著,殷人昆、田金兰、马晓勤译.实用面向对象软件工程教程[M].北京:电子工业出版社,2000.
[16](美)Stay J.Prowell等著,贲可译.净室软件工程:技术与过程[M].北京:电子工业出版社,2001.
[17]Roger.S.Pressman著,黄伯素、梅宏译.软件工程--实践者的研究方法[M].北京:机械工业出版社,2002.9.
[18]Pressman,Roger S.Software engineering--A practitioner's approach[M].北京:清华大学出版社,2006.
[19]Roger.S.Pressman著,郑人杰、马素霞、白晓颖等译.软件工程--实践者的研究方法[M].北京:机械工业出版社,2007.
[20]邵维忠、杨芙清著.面向对象的系统分析[M].北京:清华大学出版社,2003.6.
[21](美)Jefr Garland Richard Anthony著.叶俊民、汪望珠等译.大型软件体系结构:使用UML实践指南[M].北京:电子工业出版社,2004.3.
[22]Stephen R.Schach.Object-oriented and classical software engineering[M].Boston:McGraw-Hill Higher Education,2005.
[23](美)Grady Booch,James Rumbaugh,Ivar Jacobson 著.The unified modeling language user guide[M].北京:机械工业出版社,2006.
[24]余金山编著.实时UML与Rational Rose Realtime建模案例剖析[M].北京:电子工业出版社,2007.
[25]李现勇编著.isual C++串口通信技术与工程实践[M].北京:人民邮电出版社,2004.
[26]李长林,高洁编著.Visual C++串口通信技术与典型实例[M].北京:清华大学出版社,2006.
[27]汪奇,朱煜,基于B/S结构的数字视频监控系统的设计与实现[J],计算机工程,2006,22(19):251-252.
[28]周兵,李伟,姜文峰,苏士美,基于B/S模式的组件化网络多媒体监控系统结构研究[J],计算机科学,2006,33(1):100-104.
[29]江宏栋,陈立定,曾明,基于B/S模式的视频远程监控系统[J],计算技术与自动化,2006,25(4):299-302.
[30]李凯慧,网络视频服务的代理缓存策略[J],计算机工程,2007,33(5):202-204.
[31]曹春亮,石志强,程伟明,网络视频监控系统管理平台的设计[J],计算机应用研究,2007,24(6):312-314.
[32]任志考,魏志强,实时视频传输系统的设计与实现[J],计算机工程与设计,2007,28(11):2607-2610.
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[35]黄毅,王文力,基于“全球眼”网络视频监控系统组网方案的研究[C],2007通信理论与技术新发展--第十二届全国青年通信学术会议论文集(上册),2007.
[36]杨宏宇,刘宏志,动态优先级服务请求队列管理模型研究[C],计算机工程,2007,33(16):59-64.
[37]陈海宴,惠兴杰,任良超,基于M/M/1/N/∞排队模型阻塞概率的分析[C],第六届中国青年运筹与管理学者大会论文集,2004.
[38]史建港,赵光华,荣建,陈艳艳,奥运场馆观众进场排队模型探讨[C],第八届中国青年运筹信息管理学者大会论文集,2006.
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[44]G.J.Edwards,T.F.Coots,and C.J.Yaylor."Interpreting face images using active appearance models"[C].In proc.International Conference on Automatic and Gesture Recognition,pp.300-305,Japan,1998.
[45]Alex Pentland,Baback Moghaddam,Thad Starner,"View-based and modular eigenspaces for face recognition"[J],IEEE ICCV'94.
[46]M.Pantic~*,L.J.M.Rothkrantz,Expert system for automatic analysis of facial expressions[J],Image and Vision Computing 18(2000)881-905.
[2]公式(3.10)-公式(3.16),参见李军,徐玖平编著,运筹学--非线性系统优化[M].北京:,科学出版社,2003-11,P156,P182,P205。
[1][2]参见Roger.S.Pressman著,黄伯素、梅宏译,软件工程--实践者的研究方法[M].北京:机械工业出版社,2002-9,P484-485。
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