1、企業技術開發2011年4月摘要:文章結合IP 網絡視頻監控系統的相關概念、發展趨勢和流媒體技術的相關知識,簡要介紹了流媒體技術及其在IP 網絡視頻監控系統中的應用。關鍵詞:流媒體技術;視頻監控系統;IP 網絡視頻監控系統中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(201107-0016-02Streaming media technology and its applications in IP network video monitor systemTU Rui(M eizhou City M agnetic M aterial Factory of Guangdong

2、 ,M eizhou ,Guangdong 514031,China Abstract:Combined with related concepts of IP network video monitor system ,and its development trend and streaming media technol-ogy related knowledge ,this paper the applications of streaming media technology in IP network video monitor system.Keywords :streaming

3、 media technology ;video monitoring system ;IP network video monitor system流媒體技術及其在IP 網絡視頻監控系統中的應用涂銳(廣東省梅州市磁性材料廠,廣東梅州514031收稿日期:2011-01-10作者簡介:涂銳(1978,男,湖北武漢人,大專,助理工程師,研究方向:電子設備與自動化控制。企業技術開發TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE 2011年4月Apr.2011視頻監控系統自20世紀70年代產生以來,隨著社會信息化程度的不斷提高以及計算機技術、網絡通信技術、多媒體技術的

4、飛速發展,視頻監控系統經過了模擬監控系統、模擬-數字視頻監控系統、IP 網絡視頻監控系統3個階段。伴隨著視頻監控系統技術的長足發展,視頻監控系統更廣泛地應用到社會的各行各業,小到普通家庭、大到國家重要工程設施,發揮著極為重要的作用。因為網絡用戶使用的頻帶不固定,為了解決監控視頻信息傳輸實時性問題,開發了流媒體技術,目前監控系統已步入IP 網絡視頻監控系統時代,數字化、網絡化、集成化是今后發展的方向,而流媒體技術將成為監控視頻系統發展的主要技術手段之一。1視頻監控系統及其發展1.1視頻監控系統視頻監控是安防系統的重要組成部分,是一種通過視頻圖像、聲音等信息對有關區域進行監視,并做出預警或控制動作

5、的系統。視頻監控系統是由攝像、傳輸、控制、顯示、記錄登記5個部分組成。1.2視頻監控系統的發展視頻監控系統的發展大致經歷了3個階段,如表1所示。1.3IP 網絡視頻監控系統IP 網絡視頻監控系統是在傳統的視頻監控系統基礎上,通過以太網、PSTN 電話網、Internet 等網絡完成數據傳輸,借助于光纖、數字微波、無線通信、ATM 、DDN 、ISDN 、衛星通信等多種數字傳輸媒介,使用點對點、單播、組播等多種傳輸方式,使監控視頻在網絡上傳輸,實現遠程監控,完全不受空間的局限。表1視頻監控系統的發展階段系統名稱模擬監控系統(CCTV 數字視頻監控系統(DVSIP 網絡視頻監控系統(IPVS 發展

6、階段第一階段(7090年代第二階段(90年代中期第三階段(90年代未期主要設備模擬攝像機、多畫面分割器、視頻矩陣、磁帶錄像機硬盤錄像機網絡攝像機、視頻編碼器、高清攝像機、網絡錄像機、海量存儲系統、視頻內容分析技術2流媒體和流媒體相關技術2.1概念流媒體(Steaming Media 是一種可以使音頻、視頻和其他多媒體能在Internet 及Intranet 上以實時的、無需下載等待的方式進行播放的技術。它是多媒體編碼與網絡視頻傳輸技術的融合,它采用IP 網絡發布多媒體數據流,在復雜的網絡環境下,實現超多用戶并發支持,并保證播放質量。2.2編碼壓縮視頻編碼壓縮技術是網絡視頻監控的基礎,沒有經過編

7、碼壓縮的海量數據是網絡傳輸無法承受的。視頻編碼技術目前主流是MPEG-4,它是首個針對視頻對象進行編碼壓縮的方法,在網絡監控中得到了大量的應用。H.264編碼方式近年來發展迅速,因為它具有更好的壓縮效率和網絡性能,但其算法更加復雜。2.3工作方式流媒體的工作方式是將多媒體文件經特殊的壓縮方式分成多個壓縮包,由視頻服務器向用戶計算機連續、實時播放。在采用流式傳輸方式的系統中,用戶不必像單純下載方式那樣等到整個文件全部下載完成后才能看到其中的內容,而是只需經過幾秒或幾十秒的啟動延時即可播放多媒體,而其剩余部分仍在系統后臺繼續下載。第30卷第7期2.4應用方式流媒體主要有兩種應用方式,一種是直播(實

8、時播放,另一種是點播(錄像。在直播模式下,視頻媒體數據一邊進行編碼一邊由流媒體服務器傳輸給用戶,而點播模式下,視頻媒體數據已經完成了編碼并存儲在硬盤等介質中,隨時響應用戶請求,索引并調用相應的視頻數據傳輸給用戶。2.5視頻傳輸流媒體傳輸的實現需要合適的傳輸協議,由于TCP 需要較多的開銷,故不太適合傳輸實時數據,在流式傳輸的實現方案中,一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息,而用RTP/UDP來傳輸實時信息。實時傳輸協議(Real-Time Transpor Protocol,RTP是用于多媒體數據流在網絡上傳輸的一種傳輸協議。RTP協議位于UDP協議之上,通常是利用低層的UDP協議對實時視音

9、頻數據進行組播(multicast或單播(Unicast,從而實現點或多點視音頻數據的傳輸,但RTP 本身并不能對數據進行排序、流量控制、擁塞控制,它依靠RTCP提供這些服務。實時傳輸控制協議(Real-Time Transport Control Protocol用于統計、管理和控制RTP傳輸,兩者協同工作,以保證網絡實時數據的傳輸。實時流協議(Real-Time Streaming Protocol,RTSP是由Real Networks和Netscape共同提出的,該協議定義了一對多應用程序如何有效地通過IP網絡傳輸多媒體數據。資源預留協議(Resorce ReSerVation Pro

10、tocol,RSVP并不是一個路由協議,而是一種網絡中的信令協議,它與路由協議結合來實現對網絡傳輸服務質量(QoS的控制。視頻信號視頻采集設備獲得后,編碼器進行編碼壓縮形成編碼的視頻流,視頻流首先進行RTP協議封裝,再利用UDP協議對RTP數據包進行封裝,最后由IP網絡層封裝成IP數據包,經網絡傳輸。RTP視頻流傳輸過程如圖1所示,其中視頻流封裝格式如圖2所示。編碼器編碼的視頻流RTP打包RTP包IP流數字信號幀數據幀數據+RTP包頭流LAN、WAN網絡圖1RTP 視頻流傳輸過程Ethernet頭IP頭UDP頭RTP頭RTP載荷IP載荷UDP載荷Ethernet載荷圖2RTP視頻流的封裝格式2

11、.6主流格式在運用流媒體技術時,音視頻文件要采用相應的格式,不同格式的文件需要用不同的播放器軟件來播放,到目前為止,因特網上使用最多的3種流媒體格式是:Real Networks公司的Real Media;微軟公司的Windows Media;蘋果公司的Quick Time。實際上,這3種格式之間的差異并不大,各有優缺點,要根據實際需求來選擇。3流媒體技術在IP網絡視頻監控系統中的應用隨著視頻監控進入IP網絡時代,流媒體技術在視頻監控系統中的應用給安防監控領域帶來了巨大的突破。3.1便于網絡存儲流媒體技術應用于IP網絡視頻監控系統中,使海量的視頻信息通過壓縮、打包、封裝后成為流媒體文件,通過I

12、P網絡存儲于本地或因特網的流媒體服務器內,極大地方便了視頻信息的集中存儲,又節約了視頻存儲空間。3.2實現遠程監控流媒體技術應用于遠程網絡視頻監控,突破了其他傳輸方式存在的局限性,視頻傳輸由原來的LAN(局域網拓展到WAN(廣域網。3.3適于并發訪問在大型視頻監控系統中,當多用戶實時共同觀看同一通道的實時圖像時,DVR(硬盤錄像機、NVR(網絡錄像機系統一般無法支持超過一定數量的并發訪問,要解決這個問題,可以部署流媒體服務器,流媒體服務器本身并有特殊的線程處理方式,并采用組播技術,可實現“一對組”方式傳輸,從而節約帶寬并減輕視頻源負擔,可滿足大量并發支持需要。3.4智能分配流量流媒體智能流技術可以保證不同連接速率下的用戶,得到相應質量的媒體播放效果。系統能夠自動檢測網絡的帶寬狀況并將視、音頻流的屬性和編碼率調整到最佳,使用戶收到的媒體流速率與其網絡實際連接速率相符。智能流技術的核心是通過應用層的速率反饋機制探測網絡帶寬變化,對媒體流多種速率壓縮編碼,在服務器端動態的調節媒體流的傳輸速率,以保證用戶在網絡帶寬變化條件下仍能收到質量較好的媒體流。4結語隨著計算機網絡技術的飛速發展,網絡帶寬不斷增加,