数字视频监控的发展与展望

数字视频监控的发展与展望

视频监控以其直观、方便、丰富的信息，广泛应用于安全系统、银行、交通、能源、采矿和其他系统。近年来,随着计算机、网络以及视频处理、网络传输技术等的发展,视频监控正在逐渐进人了数字化的网络时代。目前,利用Internet网络资源对视频监控信号进行实时数据的传输及控制,可充分利用网络优势,方便有效的进行远程监控。1视频监控系统的发展趋势1.1录像视频传输系统的应用视频监控自上世纪出现以来,随着社会的进步,视频监控的应用领域越来越广泛,并且已成为安防、金融系统等必不可少的一个子系统,目前为止,视频监控系统经历了三个时代。第一代:模拟时代。也叫闭路电视监控。是从上世纪80年代到90年初期,十多年的时间一直主导着安防市场。大量应用在公安、军工、交通、银行等重要单位和部门。其特点是使用模拟方式将摄像机拍摄的视频信号通过同轴电缆传输到监控中心,监控中心通过视频分配和合成将视频信号显示在电视机等输出设备上,最后以磁带的方式使视频信号得以保存。第二代:半数字时代。是从上世纪90年代中期开始出现,视频以模拟方式采用同轴电缆进行传输,由多媒体控制主机或硬盘录像主机(DVR)进行数字处理与存贮。第三代:全数字时代。基于网络,以数字视频处理技术为核心,基于国际通用的TCP/IP协议,采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输。1.2视频监控的发展方向前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化是视频监控现在大的发展方向,而数字化是网络化的前提,网络化又是系统集成化的基础,所以,视频监控发展的两个最大趋势特点是数字化和网络化。1.2.1视频监控系统的数字化数字化是计算机技术的特征,是以信息技术为核心的电子技术发展的必然,随着时代的发展,我们的生存环境将变得越来越数字化,21世纪将是数字化时代。视频监控系统的数字化首先应是系统中信息流(包括视频、音频、控制等)的数字化,解决信息流采集的数字化、压缩的数字化、传输的数字化、播放的数字化,改变视频监控从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。数字化的信息流更易于保存、网络传播,适合经济社会发展的大趋势。1.2.2网络化视频监控视频监控的网络化是将系统的结构由集总式向集散式系统过渡。集散式系统采用多层分级的结构形式,视频监控设备不用再集中一处,可以分布在各个不同区域,组成监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计,通过网络传输介质连接在一起,即可实现视频的网络化监控。网络化极大程度地打破了视频监控的区域限制,设备扩展的数量界限。我们可以利用现有的Internet资源,实现不同区域的网络化监控,节约资源。而视频监控一个重要要求是及时性、实时性,这就需要解决好信息流在传输过程中快捷、实时。2流畅性技术2.1视频监控边下载边观看所谓流媒体就是将多媒体文件,如音频、视频、动画等文件,经过特殊编码,使其成为在网络中使用流式传输的连续时基媒体,适应网络边下载边播放的播放方式。流媒体文件通常压缩比较高,文件体积比较小,播放效率高。流媒体与常规视频媒体之间最大的区别在于,流媒体可以边下载边播放。正是由于流媒体文件可以边下载边播放的特性,保证其播放时反映速度快,可以大大节省时间。而常规视频媒体文件比较大,需要完全下载下来才能播放,而网络的带宽有限,因此有时下载需要很长的时间,妨碍了信息的流通。2.2连续、实时上传流式传输方式是将视/音频等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个一个压缩包,通过网络向用户计算机进行连续、实时传送。实现流式传输有两种方法:顺序流式传输和实时流式传输。实时流式传输要求信息在传输过程中始终实时传送,特别适合现场事件,也支持随机访问,用户可快进或后退以观看媒体前面或后面的内容。理论上,实时流一经播放就可不停止,但实际上,可能发生周期暂停。2.3流量连接与控制的讨论3网络视频监控中的媒体应用3.1视频传输网络传输网络视频监控以网络数字视频处理技术为核心,结合网络技术、多媒体技术,彻底克服模拟监控缺点。系统由视频采集、视频传输、控制中心等组成,对图像实时性、传输速度、并行处理能力、存储容量等要求较高,并支持多种有线、无线传输介质,集视频切换、智能控制、远程传输、布防报警等功能于一身。其信号传输具有以下特点:(1)实时性,即通过网络传输的视频信号须实时处理,如实时压缩、解压缩、传输等;(2)同步性,即采集视频信号的主机设备虽然分布不同,但各个终端显示的视频信息需同步;(3)分布性,即多个采集信息的设备现场采集信息的主机位于不同的区域,通过网络互联设备连接。视频传输依赖的通信网络包括LAN、WAN、ISDN、ATM等,由于每种网络传输控制及通信协议均不同,适合远程监控的数字视频传输要求标准也不同。目前,TCP/IP协议作为事实上的标准,广泛用于各种网络。3.2流媒体技术及其所具有的优势流媒体技术应用于网络数字监控显然是最好的选择,它能有效克服其他常规媒体文件传输过程中存在的局限性。其显著特点主要表现在:流媒体能够实现低带宽环境下提供高质量音/视频等文件;流媒体技术可保证在不同连接速率下的用户得到相应质量的媒体播放效果;流媒体多址广播技术可显著减少服务器负荷,同时最大限度节约带宽。显然,流媒体技术应用于网络数字监控有其它方式无可比拟的优越性。特别对窄带网络数字监控尤为显著,用户不必等待远端监控信息完全传输完毕只需在开始等待一点延迟,即可实时、连续播放,有效克服其它媒体方式播放的等待问题,实时性较好。4流媒体技术的应用随着网络技术的继续发展,带宽的不断提高,网络视频监控以其实时、分布的特点必将被社会生活各个领域更加广泛的应用,而流媒体技术与监控技术的进一步结合,可以更好的实现实时、高质量的网络视频监控信息。(1)用户下载部分的流式流式转换不像实时流式传输的速度出现c顺序流式传输是顺序下载,在下载文件的同时用户可观看在线媒体,在特定的时刻,用户只能观看已下载的那部分,而不能跳到还未下载的部分,顺序流式传输不像实时流式传输在传输期间根据用户连接的速度做调整。由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件,也不必其他特别协议,他经常被称作HTTP流式传输。(2)络连接配匹实时流式传输指确保媒体信号带宽和网络连接配匹,使媒体可被实时观看到。实时流和HTTP流式传输不同,它需要专用的流媒体服务器和传输协议。(1)transpol-col数字媒体实时传输协议RTP(Real-TimeTransportProtocol)与实时传输控制协议RTCP(Real-TimeTransportControlProtocol)。前者是网络上针对多媒体数据流的传输协议,适合一对一、一对多传输情况,目的是提供时间信息并实现数据流同步。后者能为按顺序传输的数据包提供可靠传输机制,并和RTP一起提供流量控制、拥塞控制服务。RTP会话期间,各客户端周期性传输RTCP包。二者配合使用,能以有效的反馈和最小的开销实现传输效率最佳化,特别适合实时数据传输。(2)rsvp抗混合网络传输协议资源预留协议RSVP(ResourcereSerVationProtocol)是针对IP网络传输层不能保证QoS和支持多点传输而提出的协议。RSVP在业务流传送前先预约一定的网络资源,建立静态或动态的传输逻辑通路。从而保证每一业务流都有足够的“独享”带宽,因而能够克服网络的拥塞和丢包,提高QoS性能。(3)rtsp控制实时流协议(Real-TimeStreamingProtocol)由RealNetworks和Netscape共同提出。是工作在RTP之上的应用层协议。它的主要目标是为单播和多播提供可靠的播放性能。RTSP的主要思想是提供控制多种应用数据传送的功能。即提供一种选择传送通道的方法,例如UDP、TCP、IP多播,同时提供基于RTP传送机制的方法。RTSP控制通过单独协议发送的流,与控制通道无关,例如,RTSP控制可通过TCP连接,而数据流通过UDP。通过建立并控制一个或几个时间同步的连续流数据,其中可能包括控制流,RTSP能为服务器提供远程控制。视频信