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城市监控系统视频信号的远程传输控制技术方案(二)
2006/11/21 11:03:00      本站编辑   关键字:      浏览量:
城市联网监控系统的设计必须重视视频的传输。这一点上我们可以借鉴流媒体系统的设计,一个普通的流媒体系统都会支持局域网多播代理、网络带宽自适应、多码率组播技术等等。系统的效果显而易见,实用的流媒体系统一般都支持1000路同时在线的视频播放,而且保证客户端的视频质量。它的视频压缩不比视频监控系统好多少,但是客户端的效果和系统的规模让现有的视频监控系统望尘莫及。

——武汉大学教授 胡瑞敏

    (3)采用流媒体技术,简化保存、传输和发布的过程

    城市联网监控系统的设计必须重视视频的传输。这一点上我们可以借鉴流媒体系统的设计,一个普通的流媒体系统都会支持局域网多播代理、网络带宽自适应、多码率组播技术等等。系统的效果显而易见,实用的流媒体系统一般都支持1000路同时在线的视频播放,而且保证客户端的视频质量。它的视频压缩不比视频监控系统好多少,但是客户端的效果和系统的规模让现有的视频监控系统望尘莫及。原因就是系统的传输部分的技术。监控系统必须实现与流媒体系统的结合,流媒体系统经过多年的发展,在广域网的视频传输上有独到之处。可以将网络摄像机作为流媒体的前端,把流媒体系统作为视频传输的载体。充分利用流媒体系统的传输优势,缩短目前视频监控在这方面的差距。

    流媒体技术经过数年的迅猛发展,技术上非常成熟,商业上得到广泛运用。目前宽带的视频数据,主要就是采用流媒体的标准。流媒体技术与视频监控有着近似相间的应用方式,都是1对多的发送方式。同样存在多种视频压缩格式共存的问题,而且已经拥有非常成功的商业运营模式和成熟可靠的应用软件系统,是城市视频监控联网方案最好的技术支撑。

    利用流媒体服务器实现视频数据的上传、汇聚、转发。可以给用户一个非常熟悉的软件环境。提供开发维护人员大量的技术支持。前端设备的带宽有限,一般只有1M的带宽。 观看的人多于五人就会出现网络拥塞。 而流媒体服务器的带宽,一般都在100M-1000M,前端设备只需发送一份数据到流媒体服务器上,由流媒体服务器进行缓冲转发,客户端统一连接到流媒体服务器接受流媒体视频数据,这样前端只发送一份压缩后的视频数据到流媒体服务器,可节省前端设备宝贵的接入带宽,避免网络拥塞。从而大大提高客户端接收到数字视频的流畅程度。监控视频由流媒体服务器分发到各个用户的终端上,可以实现上千个用户的并发用户量。

    (4)融合多种无线接入方式实现宽带、全覆盖的无线视频监控

    现有的移动式无线通信系统主要分为四类:卫星网、蜂窝网、无线局域网和无线个人局域网。卫星网的典型代表包括GLOBESTAR。蜂窝网的典型代表包括蜂窝数字式分组数据CDPD(Cellular digital packet data)、通用分组无线业务GPRS(General Packet Radio Services)、增强数据速率GSM演进技术EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution)等。无线局域网主要包括两大协议体系:IEEE 802.11和HIPERLAN。无线个人局域网的典型代表包括HomeRF和Bluetooth。全IP的核心网络是3G发展的方向,采用基于全IP的核心网不仅可以与无线接入方式独立地发展,还可以支持包括WiFi/WiMAX、WCDMA、Bluetooth等多种无线接入方式。在3G的R6中已经开始把WLAN和3G一起考虑了。在迈向个人通信的过程中,现有的无线通信系统需要不断地改进和融合。将无线局域网与移动通信网有机地结合起来,可以同时实现广域无线接入和热点地区高速接入,是一种可传输高速、高质量的多媒体业务的个人通信网络。实现高速全面覆盖的移动视频监控系统。

    视频监控联网系统应该支持多种无线网络的接入 ,如支持卫星网络、 ADSL网络、PSTN网络和CDMA1X网络,以及多路PSTN网络的捆绑和多路CDMA1X网络的捆绑。利用动态多码率技术以适应各种接入带宽。在有条件的情况下应通过捆绑多个移动网络信道以提供足够的带宽保证视频信息实时传输要求。在视频流编码和传输中加入容错技术。从视频编码层、网络传输层两个方面提高传输视频的鲁棒性。多网络信道捆绑的负载均衡建立在现有网络结构之上,它提供了一种有效的低成本方法扩展网络带宽、 增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。在实际应用中,不能简单地把终端编码器发送的数据包平均分配给各个网络信道,而应选择合适的负载均衡策略,使多个网络信道能很好地共同完成任务,消除或避免现有网络负载分布不均、数据流量拥挤反应时间长的瓶颈。

    (5)采用新的视频压缩技术提高视频压缩比和传输鲁棒性

    视频压缩技术是数字化视频监控的核心技术,近年来发展速度非常快。MPEG-4的出现掀起了一次技术革命,H.264以其较MPEG-4更高的视频压缩比和更强的网络传输功能无疑在未来视频监控中更具应用前景。H.264标准中有多个闪光之处,如统一的VLC符号编码,高精度、多模式的位移估计,基于4X4块的整数变换、分层的编码语法等。这些措施使得H.264算法具有高的编码效率,在相同的重建图像质量下,能够比H.263节约50%左右的码率。

    H.264标准中有三类抗误码技术:一类是H.264直接采用的旧标准中效率高、技术成熟的抗误码技术,如图像分割、参考图像选择等技术;第二类是经过改进在H.264标准中得到更好应用的抗误码技术,如帧内编码、数据分割;第三类就是基于H.264标准的全新的视频压缩机误码技术。在H.264中主要使用了3种新的抗误码技术:参数集、灵活的宏块排列次序(FMO)和冗余片技术,能够很好地适应IP和无线网络的应用。可以预见今后的视频监控的主流压缩方式将是H.264。

   
6、结论与展望

    城市视频监控联网系统的构建急需解决视频格式转换、传输协议统一、异构网络QoS保障、资源用户的动态变化等种种难题。基于网关转码的层次化服务器的构建城市视频监控联网系统,将有助于提高系统的层次可扩展性、普遍适应性和动态响应能力。为此本文首先讨论了城市视频监控联网系统功能模型,提出了基于流媒体服务器的层次体系结构,将转码技术用于解决多种压缩格式、多种码率和分辨率的视频监控系统互通的问题,同时采用流媒体技术提高了系统的成熟性和可靠性。为有效整合安防监控社会资源提供了可行的技术解决方案,避免了社会资源的巨大浪费,为全面整合安防与报警社会资源提供了宝贵的技术方案。
 

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