虚拟仪器网上实验及网络视频监视技术的研究

摘要

随着多媒体和网络技术的发展，特别是多媒体技术在网络教学中的应用，网上教学成为如今高校教学改革的新方向。多媒体网络教学采用了各种各样的先进技术手段。例如其中采用最多的视频技术和基于互联网的信息技术，特别是依托互联网的非同步教学、双向交互式的视频教学和单向式预录视频教学技术。这样使得学生通过网络可以进行自主学习，可以像传统教学一样和老师、同学进行互动。由于网络教学各方面的优势，近几年，多媒体网络教学发展迅速。网络教学的规模越来越大，网络教学的课程越来越多，网络教学的技术手段也越来越先进。 根据这样的思路启发，本论文进行了虚拟仪器实验的网上教学方面的尝试，开发了基于LabVIEW的虚拟仪器实验程序，并将该程序通过B/S模式发布到网络上，这样，各种虚拟仪器的实验不仅可供学生进行浏览，而且还可以让学生在浏览的同时进行仪器面板的实时操作。学生通过客户端的面板控制了远地实验室内的仪器，即控制了服务器端的仪器。 为了使学生在进行远程操作的时候，不产生缥缈和不真实的感觉，做到“眼见为实”，于是开发了一个简单易行的视频监视系统。在服务器端放置一个普通的摄像头对仪器的状态进行实时监视。同时，将摄像头所拍摄到的视频通过网络传送到客户端，这样，客户端的用户就可以监视主机端的仪器。 要实现这个监视功能，采取的技术路线是，通过Microsoft所提供的VFW(Videofor Windows)实现服务器端视频的捕获，再对数字图像进行处理和视频信息压缩。通过压缩编码技术，对采集到的数据压缩编码，经压缩后的文件再用于网络传输。在网络传输方面，通过套接字的编程和TCP/IP协议实现服务器和客户端的数据通信。客户端在接受到视频数据和编码信息以后，将其解压并在显示器上显示。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1论文的研究背景

1.2课题的国内外研究现状

1.3论文所完成的工作

1.4论文的现实意义

第二章虚拟仪器网上实验设计

2.1虚拟仪器电子测量系统组成及原理

2.2虚拟仪器网上实验的技术途径

2.2.1 B／S和C／S两种模式的简介

2.2.2两种模式的比较

2.2.3本文中两种模式的应用

2.2.4虚拟仪器实验程序的网上发布

2.3虚拟仪器的温度检测与控制网上实验系统设计

2.3.1.系统组成及工作原理

2.3.2温度电路板硬件设计及检测功能实现

2.3.3温度检测及控制系统实验的软件设计

2.3.4温度实验网上程序发布

第三章基于C／S模式的远程视频监视系统设计

3.1多媒体相关技术分析

3.1.1多媒体技术概述

3.1.2多媒体网络传输技术简介

3.2视频监视系统的总体设计思路

3.3系统服务器端的设计

3.3.1基于VFW的视频捕获功能实现

3.3.2视频捕获功能模块测试软件设计

3.3.3服务端数据的压缩编码及发送

3.4系统客户端的设计

3.4.1客户／服务器模式在本系统的应用

3.4.2TCP(传输层)协议的选择

3.4.3基于 TCP／IP协议的 Windows Socket(套接字)编程

3.4.4客户端实现视频数据的重放

3.4.5数据拥塞处理

第四章远程视频监视中的图像压缩编码技术研究

4.1图像压缩技术简介

4.2基于JPEG标准的图像编码解码方案软件设计

4.2.1颜色模式转换

4.2.2 DCT变换

4.2.3量化

4.2.4地址编码

4.2.5霍夫曼(Huffman)编码

4.2.6实验结果分析

4.3基于MPEG-4压缩标准的图像编码解码方案

4.3.1 MPEG-4压缩标准

4.3.2 DIVX压缩方案研究

4.3.2 DivX编码、解码器在本方案中的应用

4.3.3本方案的实验结果分析

第五章虚拟仪器网上实验与视频监视结果分析

5.1虚拟仪器网上实验客户端显示结果

5.2视频监视系统结果展示

5.2.1服务器端软件结果

5.2.2客户端软件结果

第六章总结与展望

6.1论文工作总结

6.2后续工作展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果