網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)介紹
網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)有很多。下面簡(jiǎn)要描述一下信令控制協(xié)議、視頻編解碼以及模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)如何改造為網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)等幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
1.信令控制協(xié)議
由于標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一且控制通道和媒體處理不分離,視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的開(kāi)展受到一定的局限性。
(1)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一
由于視頻監(jiān)控主要應(yīng)用于本地監(jiān)控,國(guó)際上并沒(méi)有形成相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),視頻監(jiān)控廠家各自為政,產(chǎn)品之間也沒(méi)有采用任何協(xié)議來(lái)支持互通,各廠商之間甚至廠商自己的產(chǎn)品之間有時(shí)都不能互連,無(wú)法組成能容納不同廠商產(chǎn)品的監(jiān)控系統(tǒng)。
(2)控制通道和媒體處理不分離
目前很多網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)主要采用HTTP協(xié)議,視頻通過(guò)HTTP協(xié)議以流媒體方式進(jìn)行傳輸,沒(méi)有區(qū)分媒體通道與控制通道,而是采用共用一條HTTP通道。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,監(jiān)控規(guī)模的不斷擴(kuò)大,這對(duì)于視頻監(jiān)控的可管理、大規(guī)模運(yùn)營(yíng)是極不為利的。
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行媒體承載和控制的分離,對(duì)于媒體承載部分比較明確,可采用IETF專(zhuān)門(mén)為流媒體傳輸制定的協(xié)議RTSP(實(shí)時(shí)流傳輸協(xié)議),也可采用IETF為實(shí)時(shí)視音頻傳輸制定的協(xié)議RTP/RTCP(實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議/實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議)。對(duì)于視頻監(jiān)控的控制協(xié)議,為視頻監(jiān)控制定一個(gè)專(zhuān)門(mén)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是不太現(xiàn)實(shí)的。比較可行的辦法是借用現(xiàn)有成熟穩(wěn)定的信令控制協(xié)議,目前,可以借用的協(xié)議是廣泛用于視頻會(huì)議、VoIP應(yīng)用的H.323體系與SIP(會(huì)話(huà)初始協(xié)議)。H.323提供了在基于IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行多媒體通信的規(guī)范,H.323是一個(gè)復(fù)雜而龐大的協(xié)議族,現(xiàn)階段是視頻應(yīng)用的主流技術(shù)。然而由于其過(guò)于復(fù)雜,現(xiàn)在正受到基于SIP協(xié)議視頻應(yīng)用的挑戰(zhàn)。IETF提出的SIP是用于建立多方多媒體通信的規(guī)范。SIP具備簡(jiǎn)單靈活、分布式控制等優(yōu)點(diǎn),有望廣泛應(yīng)用于視頻監(jiān)控領(lǐng)域。
2.視頻編解碼
在視頻編解碼技術(shù)方面,監(jiān)控技術(shù)主要采用MJPEG、MPEG系列與H.26x系列。MJPEG是基于靜態(tài)視頻壓縮的技術(shù),圖像的清晰度比較高,適用于監(jiān)控應(yīng)用領(lǐng)域。MPEG系列主要應(yīng)用于視頻存儲(chǔ)、視頻廣播和視頻流媒體、互聯(lián)網(wǎng)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)上的流媒體等領(lǐng)域。H.26x系列主要應(yīng)用于實(shí)時(shí)視頻通信領(lǐng)域,如可視電話(huà)、會(huì)議電視等。
目前視頻編解碼研究的熱點(diǎn)是MPEG-4和H.264,它們采用基于對(duì)象的動(dòng)態(tài)壓縮技術(shù),可以獲得更高的圖像壓縮比和帶寬利用率,在400kbit/s左右的碼率下即可實(shí)現(xiàn)有效的音、視頻傳輸,隨著碼率的提高可以相應(yīng)地提高音頻、視頻質(zhì)量,在2Mbit/s左右時(shí)即可達(dá)到類(lèi)似DVD的效果。MPEG-4和H.264被普遍認(rèn)為是未來(lái)視頻編解碼的發(fā)展趨勢(shì)。
3.如何改造模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)
隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展,它必將逐漸占據(jù)監(jiān)控領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。但是模擬監(jiān)控技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,應(yīng)用非常廣泛,目前仍占據(jù)著很大的市場(chǎng)份額。讓模擬監(jiān)控系統(tǒng)的使用者放棄原有監(jiān)控系統(tǒng),重新投資于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是很困難的一件事。如何將模擬監(jiān)控系統(tǒng)改造為網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是亟待解決的問(wèn)題。
模擬監(jiān)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的改造,從理論上來(lái)說(shuō),就是改造監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸部分,具體如圖1所示。
圖1 模擬監(jiān)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造
在監(jiān)控前端的模擬攝像機(jī)處增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備—視頻服務(wù)器,視頻服務(wù)器將模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),完成視頻數(shù)據(jù)的壓縮和控制信令在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸。視頻解碼器完成數(shù)字信號(hào)接收,將圖像數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬圖像信號(hào),送入交換矩陣進(jìn)行顯示?刂破脚_(tái)主要完成監(jiān)控系統(tǒng)的控制,傳遞用戶(hù)的操作命令。
從理論上來(lái)說(shuō),任何模擬攝像機(jī),包括固定攝像機(jī)、球形攝像機(jī)、帶云臺(tái)的攝像機(jī)等都可以通過(guò)視頻服務(wù)器集成到網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)中。模擬攝像機(jī)和視頻服務(wù)器的組合相當(dāng)于一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),因此目前很多廠家都生產(chǎn)出了一體化的IP攝像機(jī)。
模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般有專(zhuān)用的監(jiān)控室,在這種情況下,同軸電纜已經(jīng)安裝就位,可以采用在監(jiān)控室統(tǒng)一將視頻輸出給視頻服務(wù)器,以便對(duì)視頻服務(wù)器進(jìn)行集中放置、供電和管理。
監(jiān)控中心通過(guò)視頻解碼器使用現(xiàn)有的模擬監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)中的數(shù)字化視頻圖像。視頻解碼器將數(shù)字化的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào),輸入到交換矩陣,從而能夠在原有的顯示設(shè)備上顯示。