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隨著通信、計(jì)算機(jī)、多媒體技術(shù)的發(fā)展，以及安防、金融、教育等行業(yè)日益增漲的客戶需求，大型的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在全國(guó)各地迅速地建設(shè)起來。視頻監(jiān)控在經(jīng)歷了模擬監(jiān)控、數(shù)模結(jié)合監(jiān)控、全數(shù)字化監(jiān)控的發(fā)展后，正朝著網(wǎng)絡(luò)化、平臺(tái)化、大型化、綜合化的方向發(fā)展。 傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控技術(shù)已無法滿足新的業(yè)務(wù)需求與新的業(yè)務(wù)模式。視頻監(jiān)控的發(fā)展，越來越需要各種技術(shù)的綜合，并且不斷創(chuàng)新。未來的視頻監(jiān)控系統(tǒng)將是各種先進(jìn)技術(shù)的集大成者。下面簡(jiǎn)要闡述目前視頻監(jiān)控需要用到的各種主流技術(shù)。 二、 流媒體技術(shù) 實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視與錄像回放是視頻監(jiān)控的兩大重要基本業(yè)務(wù)，其本質(zhì)是將視頻源上的多媒體數(shù)據(jù)傳送到視頻接收端。實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視要求完成視頻的實(shí)時(shí)傳輸，具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性；錄像回放則類似于VOD業(yè)務(wù)，具有一定的實(shí)時(shí)性（但并非很強(qiáng)），要求畫面清晰流暢，并且能完成各種播放控制操作。 我們可以將前端的攝像機(jī)看成是實(shí)時(shí)的A/V源，而將錄像文件看成是存儲(chǔ)的A/V文件，那么目前解決此類問題的一個(gè)很好的辦法便是運(yùn)用流媒體技術(shù)。 我們知道，流式傳輸及流媒體（StreamingMedia）是為了解決信息傳輸實(shí)時(shí)性問題而開發(fā)的。流式傳輸主要指通過網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體（如音頻、視頻等）的技術(shù)總稱，其特定含義為通過網(wǎng)絡(luò)將音視頻等信息傳輸?shù)接脩艚K端播放時(shí)，無須等全部文件下載完畢才可播放，而是將連續(xù)的音視頻信息壓縮后放于服務(wù)器，用戶終端播放時(shí)只要將開始部分的內(nèi)容存入其內(nèi)存，其余數(shù)據(jù)流由用戶終端在后臺(tái)繼續(xù)接收并播放，直至播放完畢或用戶中止操作。這樣，用戶播放媒體的等待時(shí)間將顯著減少，且無須太大緩存。流媒體指使用流式傳輸技術(shù)的連續(xù)時(shí)基媒體。 流式傳輸主要是為了區(qū)別于下載傳輸而提出的。傳統(tǒng)的下載轉(zhuǎn)輸方式有兩個(gè)基本條件，一是基于文件操作，二是文件要全部下載后才能使用（播放）。對(duì)于實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視而言，不存在文件的概念，因此無法用“下載”的方式實(shí)現(xiàn)。對(duì)于錄像業(yè)務(wù)，錄像數(shù)據(jù)可以以文件形式存在，但是，如果錄像數(shù)據(jù)如果必須等完全下載后才能播放的話，會(huì)帶來很大的時(shí)延，用戶無法忍受。所以，比較理想的方式是采用流式傳輸。 實(shí)現(xiàn)流式傳輸有順序流式傳輸（ProgressiveStreaming）和實(shí)時(shí)流式傳輸（RealtimeStreaming）兩種方法。視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)主要采用實(shí)時(shí)流式傳輸。 圖1采用流媒體技術(shù)的視頻監(jiān)控示意圖 圖1為采用流媒體技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以看成是一臺(tái)提供實(shí)時(shí)A/V源的服務(wù)器，當(dāng)用戶請(qǐng)求進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視時(shí)，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用實(shí)時(shí)流式傳輸方式向用戶終端傳送監(jiān)控畫面。考慮到多個(gè)用戶同時(shí)訪問網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)將帶來流量瓶頸等問題，可以使用視頻服務(wù)器來進(jìn)行中轉(zhuǎn)，讓視頻服務(wù)器來提供強(qiáng)大的負(fù)載能力。 以上只是原理性的簡(jiǎn)要說明。上述方案可以滿足小型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但在大型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控前端設(shè)備與用戶終端的數(shù)目都非常龐大，除了增加考慮組播、廣播等方案外，更需要一套完善的媒體分發(fā)、調(diào)度機(jī)制來保證媒體的高效傳送。在這方面，目前尚無現(xiàn)成的成熟方案，中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織（CCSA）正對(duì)此展開積極研究，以便為未來的視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的媒體傳送機(jī)制。三、 Presence技術(shù) 提到Presence，大家首先想到的肯定是即時(shí)通信（IM）。而Presence技術(shù)與視頻監(jiān)控的結(jié)合似乎是一個(gè)比較新的提法。以傳統(tǒng)方式來思考，似乎兩者沒有太大瓜葛。其實(shí)不然，Presence可以很好地為服務(wù)于視頻監(jiān)控。 Presence，也作“PresenceInformation”，中文一般譯為“呈現(xiàn)”，用以傳達(dá)用戶狀態(tài)以及用戶通過一組設(shè)備進(jìn)行通信的能力。Presence最常用于即時(shí)通信工具中，比如，在很多IM軟件中有：聯(lián)機(jī)、忙碌、離開、顯示為脫機(jī)等狀態(tài)。這些便稱為“Presence狀態(tài)”，它們表征了用戶當(dāng)前所處的某種狀態(tài)。同時(shí)，這些狀態(tài)還反映出與該用戶與其他用戶進(jìn)行通信的能力，比如若用戶處于“脫機(jī)”狀態(tài)的話，別的用戶便不能用即時(shí)消息與之通信。 一個(gè)最簡(jiǎn)單的Presence過程如下：一個(gè)用戶（稱為Watcher）訂閱（SUBSCRIBE）他感興趣的另一用戶（Presentity）的Presence狀態(tài)，Presentity接受訂閱請(qǐng)求。以后Presentity的狀態(tài)發(fā)生變化之后他會(huì)發(fā)布（PUBLISH）自己的新狀態(tài)，這個(gè)新狀態(tài)會(huì)通知（NOTIFY）給Watcher。下圖給出的是RFC2778提出的Presence模型。 圖2RFC2778Presence模型 從系統(tǒng)的角度來看，視頻監(jiān)控中的各個(gè)監(jiān)控前端設(shè)備與IM系統(tǒng)中的用戶有很多相似之處，比如說，系統(tǒng)應(yīng)時(shí)刻了解各監(jiān)控前端設(shè)備：（1）是否已登錄到系統(tǒng)；（2）具備什么樣的能力集（比如支持何種編碼方式，是否支持加密，是否支持遠(yuǎn)程PTZ控制）；（3）是否正在被用戶訪問，以及被哪些用戶訪問等等。 不難發(fā)現(xiàn)，以上這些“狀態(tài)”的維護(hù)正是Presence技術(shù)的擅長(zhǎng)之處。可見，如果能將Presence的技術(shù)成果運(yùn)用到視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，將會(huì)帶來很大的方便。四、 智能視頻技術(shù) 智能視頻監(jiān)控是網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控領(lǐng)域最前沿的應(yīng)用模式之一。 智能視頻（IV，IntelligentVideo）源自計(jì)算機(jī)視覺（CV，ComputerVision）技術(shù)。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)是人工智能（AI，ArtificialIntelligent）研究的分支之一，它能夠在圖像及圖像描述之間建立映射關(guān)系，從而使計(jì)算能夠通過數(shù)字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內(nèi)容。 視頻監(jiān)控中所提到的智能視頻技術(shù)主要是指：“自動(dòng)的分析和抽取視頻源中的關(guān)鍵信息。”如果把攝像機(jī)看作人的眼睛，而智能視頻系統(tǒng)或設(shè)備則可以看作人的大腦。 建造視頻監(jiān)控系統(tǒng)的目的，一是為了視覺上的延伸——把處于別地的畫面通過網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備“拉近”到眼前，因此有了遠(yuǎn)程監(jiān)控；二是為了智力上的延伸——讓系統(tǒng)自動(dòng)為我們分析問題并解決問題，于是有了智能監(jiān)控。當(dāng)然，后者是更高層次上的要求，但也是視頻監(jiān)控今后發(fā)展的必然要求。 傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)缺乏智能，在很大程度上依賴于人的判斷。然而，人類有著自身難以克服的弱點(diǎn)，比如：（1）人力有限，人的反應(yīng)與處理速度有限，導(dǎo)致我們?cè)谥付ǖ臅r(shí)間內(nèi)能夠進(jìn)行監(jiān)視的地點(diǎn)有限。這也就意味著各個(gè)被監(jiān)控點(diǎn)并非每時(shí)每刻都處于監(jiān)控當(dāng)中。（2）人并非一個(gè)可以完全信賴的觀察者，無論是在觀看實(shí)時(shí)的視頻流還是在觀看錄像回放的時(shí)候，由于自身生理上的弱點(diǎn)，我們經(jīng)常無法察覺安全威脅，從而導(dǎo)致漏報(bào)現(xiàn)象的發(fā)生。 |
