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)等幾項關(guān)鍵技術(shù)。
1.信令控制協(xié)議
由于標(biāo)準不統(tǒng)一且控制通道和媒體處理不分離,視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的開展受到一定的局限性。
(1)標(biāo)準不統(tǒng)一
由于視頻監(jiān)控主要應(yīng)用于本地監(jiān)控,國際上并沒有形成相關(guān)的標(biāo)準,視頻監(jiān)控廠家各自為政,產(chǎn)品之間也沒有采用任何協(xié)議來支持互通,各廠商之間甚至廠商自己的產(chǎn)品之間有時都不能互連,無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HTTP協(xié)議以流媒體方式進行傳輸,沒有區(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)模的不斷擴大,這對于視頻監(jiān)控的可管理、大規(guī)模運營是極不為利的。
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)進行媒體承載和控制的分離,對于媒體承載部分比較明確,可采用IETF專門為流媒體傳輸制定的協(xié)議RTSP(實時流傳輸協(xié)議),也可采用IETF為實時視音頻傳輸制定的協(xié)議RTP/RTCP(實時傳輸協(xié)議/實時傳輸控制協(xié)議)。對于視頻監(jiān)控的控制協(xié)議,為視頻監(jiān)控制定一個專門的協(xié)議標(biāo)準是不太現(xiàn)實的。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議、VoIP應(yīng)用的H.323體系與SIP(會話初始協(xié)議)。H.323提供了在基于IP網(wǎng)絡(luò)上進行多媒體通信的規(guī)范,H.323是一個復(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具備簡單靈活、分布式控制等優(yōu)點,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、視頻廣播和視頻流媒體、互聯(lián)網(wǎng)或無線網(wǎng)上的流媒體等領(lǐng)域。H.26x系列主要應(yīng)用于實時視頻通信領(lǐng)域,如可視電話、會議電視等。
目前視頻編解碼研究的熱點是MPEG-4和H.264,它們采用基于對象的動態(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左右時即可達到類似DVD的效果。MPEG-4和H.264被普遍認為是未來視頻編解碼的發(fā)展趨勢。
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,從理論上來說,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)器將模擬圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,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)字信號接收,將圖像數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬圖像信號,送入交換矩陣進行顯示。控制平臺主要完成監(jiān)控系統(tǒng)的控制,傳遞用戶的操作命令。
從理論上來說,任何模擬攝像機,包括固定攝像機、球形攝像機、帶云臺的攝像機等都可以通過視頻服務(wù)器集成到網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)中。模擬攝像機和視頻服務(wù)器的組合相當(dāng)于一臺網(wǎng)絡(luò)攝像機,因此目前很多廠家都生產(chǎn)出了一體化的IP攝像機。
模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般有專用的監(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,以便對視頻服務(wù)器進行集中放置、供電和管理。
監(jiān)控中心通過視頻解碼器使用現(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)字化的視頻信號轉(zhuǎn)化為模擬信號,輸入到交換矩陣,從而能夠在原有的顯示設(shè)備上顯示。