視頻監(jiān)控的幾種主流技術(shù)應(yīng)用
來源:中國數(shù)字音視網(wǎng) 編輯:數(shù)字音視工程 2009-04-09 00:00:00 加入收藏
1、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。
2、 Presence可以很好地為服務(wù)于視頻監(jiān)控技術(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。
3、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。
4、視頻監(jiān)控?zé)o線傳輸技術(shù)
如果被監(jiān)控點(diǎn)和中央控制中心相距較遠(yuǎn)且位置較分散,利用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布線的方式不但成本非常高,而且一旦遇到河流山脈等障礙時(shí),有線網(wǎng)絡(luò)更是束手無策。此時(shí),無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)就能體現(xiàn)出來。利用無線網(wǎng)橋技術(shù),可以將多個(gè)被監(jiān)測(cè)點(diǎn)與中央控制中心連接起來,且搭建迅速,可以在最短的時(shí)間內(nèi)迅速建立起無線網(wǎng)絡(luò)鏈路。
在無線監(jiān)控系統(tǒng)中,無線網(wǎng)絡(luò)主要扮演連接被監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控中心數(shù)據(jù)傳輸鏈路的角色。通過無線網(wǎng)絡(luò)可以將遠(yuǎn)程的多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備連接起來,進(jìn)行視頻傳輸;同時(shí),由于監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)視頻質(zhì)量要求較高,如何在無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸穩(wěn)定高質(zhì)量的視頻信息也是無線數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一;此外,從工程實(shí)現(xiàn)的角度考慮,橋接設(shè)備往往安裝在室外,如何對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)距離供電以及設(shè)備管理也是值得關(guān)注的問題。
5、紅外熱成像技術(shù)
人眼能夠感受到的可見光波長為0.38~0.78微米。紅外線屬于波長大于0.78微米的電磁波。自然界中,一切物體都會(huì)輻射不同波長的紅外線,因此能夠利用特制的探測(cè)設(shè)備分別檢測(cè)出監(jiān)控目標(biāo)本身和背景之間的紅外線波長,從而可以得到不同的紅外圖像,這紅外圖像稱為熱圖像。
采用紅外熱成像技術(shù),探測(cè)目標(biāo)物體的紅外輻射,并通過光電轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理等手段,將目標(biāo)物體的溫度分布圖像轉(zhuǎn)換成視頻圖像的設(shè)備被稱為紅外熱成像儀。
視頻監(jiān)控實(shí)際上是一個(gè)非常龐大復(fù)雜的通信系統(tǒng),涉及到方方面面的各種技術(shù)。以上列舉的是筆者認(rèn)為相對(duì)比較重要的一些技術(shù)。所有這些技術(shù)都在不斷發(fā)展之中,它們的發(fā)展直接推動(dòng)著視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。
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