幾種技術在監控中的應用知識

幾種技術在監控中的應用

隨著通信、計算機、多媒體技術的發展，以及安防、金融、教育等行業益增漲的客戶需求，大型的遠程視頻監控系統正在全國各地迅速地建設起來。視頻監控在經歷了模擬監控、數模結合監控、全數字化監控的發展后，正朝著網絡化、平臺化、大型化、綜合化的方向發展。

傳統的視頻監控技術已無法滿足新的業務需求與新的業務模式。視頻監控的發展，越來越需要各種技術的綜合，并且不斷創新。未來的視頻監控系統將是各種先進技術的集大成者。下面簡要闡述目前視頻監控需要用到的各種主流技術。

一、流媒體技術

實時視頻監視與錄像回放是視頻監控的兩大重要基本業務，其本質是將視頻源上的多媒體數據傳送到視頻接收端。實時視頻監視要求完成視頻的實時傳輸，具有很強的實時性；錄像回放則類似于VOD業務，具有一定的實時性（但并非很強），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看成是實時的A/V源，而將錄像文件看成是存儲的A/V文件，那么目前解決此類問題的一個很好的辦法便是運用流媒體技術。

我們知道，流式傳輸及流媒體（StreamingMedia）是為了解決信息傳輸實時性問題而開發的。流式傳輸主要指通過網絡傳輸媒體（如音頻、視頻等）的技術總稱，其特定含義為通過網絡將音視頻等信息傳輸到用戶終端播放時，無須等全部文件下載完畢才可播放，而是將連續的音視頻信息壓縮后放于服務器，用戶終端播放時只要將開始部分的內容存入其內存，其余數據流由用戶終端在后臺繼續接收并播放，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的連續時基媒體。

流式傳輸主要是為了區別于下載傳輸而提出的。傳統的下載轉輸方式有兩個基本條件，一是基于文件操作，二是文件要全部下載后才能使用（播放）。對于實時視頻監視而言，不存在文件的概念，因此無法用“下載”的方式實現。對于錄像業務，錄像數據可以以文件形式存在，但是，如果錄像數據如果必須等完全下載后才能播放的話，會帶來很大的時延，用戶無法忍受。所以，比較理想的方式是采用流式傳輸。

實現流式傳輸有順序流式傳輸（ProgressiveStreaming）和實時流式傳輸（RealtimeStreaming）兩種方法。視頻監控業務主要采用實時流式傳輸。

網絡攝像機可以看成是一臺提供實時A/V源的服務器，當用戶請求進行實時監視時，網絡攝像機采用實時流式傳輸方式向用戶終端傳送監控畫面。考慮到多個用戶同時訪問網絡攝像機將帶來流量瓶頸等問題，可以使用視頻服務器來進行中轉，讓視頻服務器來提供強大的負載能力。

以上只是原理性的簡要說明。上述方案可以滿足小型的視頻監控系統，但在大型的視頻監控系統中，監控前端設備與用戶終端的數目都非常龐大，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、調度機制來保證媒體的高效傳送。在這方面，目前尚無現成的成熟方案，中國通信標準化組織（CCSA）正對此展開積極研究，以便為未來的視頻監控系統提供標準的媒體傳送機制。

二、Presence技術

提到Presence，大家首先想到的肯定是即時通信（IM）。而Presence技術與視頻監控的結合似乎是一個比較新的提法。以傳統方式來思考，似乎兩者沒有太大瓜葛。其實不然，Presence可以很好地為服務于視頻監控。

Presence，也作“PresenceInformation”，中文一般譯為“呈現”，用以傳達用戶狀態以及用戶通過一組設備進行通信的能力。Presence最常用于即時通信工具中，比如，在很多IM軟件中有：聯機、忙碌、離開、顯示為脫機等狀態。這些便稱為“Presence狀態”，它們表征了用戶當前所處的某種狀態。同時，這些狀態還反映出與該用戶與其他用戶進行通信的能力，比如若用戶處于“脫機”狀態的話，別的用戶便不能用即時消息與之通信。

一個最簡單的Presence過程如下：一個用戶（稱為Watcher）訂閱（SUBSCRIBE）他感興趣的另一用戶（Presentity）的Presence狀態，Presentity接受訂閱請求。以后Presentity的狀態發生變化之后他會發布（PUBLISH）自己的新狀態，這個新狀態會通知（NOTIFY）給Watcher。

從系統的角度來看，視頻監控中的各個監控前端設備與IM系統中的用戶有很多相似之處，比如說，系統應時刻了解各監控前端設備：（1）是否已登錄到系統；（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。

不難發現，以上這些“狀態”的維護正是Presence技術的擅長之處。可見，如果能將Presence的技術成果運用到視頻監控系統中，將會帶來很大的方便。

三、智能視頻技術

智能視頻監控是網絡化視頻監控領域最前沿的應用模式之一。

智能視頻（IV，IntelligentVideo）源自計算機視覺（CV，ComputerVision）技術。計算機視覺技術是人工智能（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系，從而使計算能夠通過數字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內容。

視頻監控中所提到的智能視頻技術主要是指：“自動的分析和抽取視頻源中的關鍵信息。”如果把攝像機看作人的眼睛，而智能視頻系統或設備則可以看作人的大腦。

建造視頻監控系統的目的，一是為了視覺上的延伸——把處于別地的畫面通過網絡與設備“拉近”到眼前，因此有了遠程監控；二是為了智力上的延伸——讓系統自動為我們分析問題并解決問題，于是有了智能監控。當然，后者是更高層次上的要求，但也是視頻監控今后發展的必然要求。

傳統的視頻監控系統缺乏智能，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，比如：（1）人力有限，人的反應與處理速度有限，導致我們在指定的時間內能夠進行監視的地點有限。這也就意味著各個被監控點并非每時每刻都處于監控當中。（2）人并非一個可以完全信賴的觀察者，無論是在觀看實時的視頻流還是在觀看錄像回放的時候，由于自身生理上的弱點，我們經常無法察覺安全威脅，從而導致漏報現象的發生。