隨著通信、計算機和多媒體技術的發展,以及安防、金融、教育等行業日益增長的客戶需求,大規模的遠程視頻監控系統正在全國各地迅速建設。視頻監控經過模擬監控、數模監控、全數字監控的發展,正在向網絡化、平臺化、規模化、集成化方向發展。
傳統的視頻監控技術已經不能滿足新的業務需求和新的業務模式。隨著視頻監控的發展,越來越多的技術需要整合和創新。未來的視頻監控系統將是各種先進技術的集大成者。下面簡單闡述壹下目前視頻監控需要用到的各種主流技術。
壹、流媒體技術
實時視頻監控和視頻回放是視頻監控的兩項重要基礎服務,其本質是將多媒體數據從視頻源傳輸到視頻接收端。實時視頻監控要求實時視頻傳輸,實時性強;視頻播放類似於VOD業務,有壹定的實時性(但不是很強),要求畫面清晰流暢,可以完成各種播放控制操作。
我們可以把前置攝像頭看作是壹個實時的A/V源,把視頻文件看作是壹個存儲的A/V文件,所以目前解決這類問題的壹個很好的辦法就是使用流媒體技術。
眾所周知,流媒體的發展是為了解決信息傳輸的實時性問題。流式傳輸主要是指通過網絡傳輸媒體(如音頻、視頻)的技術總稱。其具體含義是指通過網絡向用戶終端傳輸音視頻信息時,無需等待所有文件下載完畢即可播放,而是將連續的音視頻信息壓縮後放在服務器上。當用戶終端播放時,只需要將初始內容存儲在其內存中,其余的數據流將繼續由用戶終端在後臺接收和播放,直到播放完成或用戶停止操作。這樣用戶播放媒體的等待時間會明顯減少,也不需要太多的緩存。流媒體是指使用流媒體技術的基於時間的連續媒體。
流式傳輸主要是為了區別於下載傳輸而提出的。傳統的下載轉傳輸模式有兩個基本條件,壹是基於文件操作,二是文件全部下載後才能使用(播放)。對於實時視頻監控,沒有文件的概念,無法通過“下載”來實現。對於視頻業務來說,視頻數據可以以文件的形式存在,但是如果視頻數據要完全下載後才能播放,會帶來很大的延遲,這是用戶無法承受的。因此,理想的方式是采用流式傳輸。
實現流的方式有兩種:漸進式流和實時流。視頻監控服務主要采用實時流式傳輸。
網絡攝像機可以被視為提供實時A/V源的服務器。當用戶請求實時監控時,網絡攝像機通過實時流將監控畫面傳輸到用戶終端。考慮到多個用戶同時訪問網絡攝像機會帶來流量瓶頸等問題,可以使用視頻服務器進行中轉,這樣視頻服務器可以提供很強的負載能力。
以上只是對原理的簡要說明。上述解決方案可以滿足小型視頻監控系統的需求,但在大型視頻監控系統中,監控前端設備和用戶終端的數量非常龐大,除了考慮組播和廣播方案,還需要壹套完善的媒體分發和調度機制來保證媒體的高效傳輸。在這方面,目前還沒有現成的成熟方案,中國通信標準化組織(CCSA)正在積極研究,以期為未來的視頻監控系統提供標準的媒體傳輸機制。
第二,在場技術
當談到存在,即時消息(IM)肯定是第壹個想到的東西。在場技術和視頻監控的結合似乎是壹個相對較新的提法。用傳統的方式思考,似乎和這兩者關系不大。事實上,在場可以很好地服務於視頻監控。
Presence又稱“PresenceInformation”,中文壹般翻譯為“在場”,傳達用戶的狀態以及用戶通過壹組設備進行通信的能力。Presence最常用於即時通訊工具。比如在很多IM軟件中,有:在線,忙,不在,顯示為離線等。這些被稱為“存在狀態”,它們代表用戶當前所處的某種狀態。同時,這些狀態也反映了與用戶和其他用戶進行通信的能力。例如,如果用戶處於“離線”狀態,其他用戶無法通過即時消息與他通信。
壹個最簡單的呈現過程如下:壹個用戶(稱為觀察者)訂閱他感興趣的另壹個用戶(呈現)的呈現狀態,呈現接受訂閱請求。在將來,在線實體的狀態改變後,他將發布他的新狀態,並且這個新狀態將被通知給觀察者。
從系統的角度來看,視頻監控中的前端監控設備和IM系統中的用戶有很多相似之處。例如,系統應該始終知道前端監控設備(1)是否已經登錄到系統中;(2)妳有什麽樣的能力集(比如支持什麽編碼方式,是否支持加密,是否支持遠程PTZ控制);(3)是否被用戶訪問,被哪些用戶訪問等。
不難發現,這些“狀態”的維護是在場技術的特長。由此可見,如果臨場感的技術成果能夠應用到視頻監控系統中,將會帶來極大的便利。
第三,智能視頻技術
智能視頻監控是網絡視頻監控領域最先進的應用模式之壹。
智能視頻(IV)來自計算機視覺(CV)技術。計算機視覺技術是人工智能(AI)研究的分支之壹,它可以建立圖像和圖像描述之間的映射關系,使計算可以通過數字圖像處理和分析來理解視頻圖像的內容。
視頻監控中提到的智能視頻技術主要是指“自動分析並提取視頻源中的關鍵信息。”如果把攝像頭看成是人的眼睛,那麽智能視頻系統或設備就可以看成是人腦。
建設視頻監控系統的目的,壹是延伸視野——通過網絡和設備把其他地方的畫面“靠近”到眼睛,於是就有了遠程監控;二是為了智能的延伸——讓系統自動為我們分析解決問題,於是就有了智能監控。當然,後者是更高層次的要求,但也是視頻監控未來發展的必然要求。
傳統的視頻監控系統缺乏智能,很大程度上依賴於人的判斷。但是人類有自己不可克服的弱點,比如:(1)人力有限,反應和處理速度有限,導致我們在規定時間內可以監控的地方有限。這意味著每個監控點並不是壹直處於監控之下。(2)人不是完全可靠的觀察者。無論是觀看實時視頻流,還是觀看視頻回放,我們往往會因為自身的生理弱點而無法檢測到安全威脅,從而導致漏報的發生。