視頻監(jiān)控的發(fā)展需要越來(lái)越的技術(shù)綜合，并且不斷創(chuàng)新。下面談下目前視頻監(jiān)控的特點(diǎn)以及需要用到的各種主流技術(shù)。
視頻監(jiān)控特點(diǎn)
安防技術(shù)是一門(mén)應(yīng)用技術(shù)，它是把其它學(xué)科的技術(shù)拿來(lái)，實(shí)現(xiàn)自己安全的目的。從這個(gè)意義上講，安防技術(shù)的范圍很廣，涉及的領(lǐng)域很多，只要能用來(lái)實(shí)現(xiàn)安全的技術(shù)都可能視為安防技術(shù)。早期的安防系統(tǒng)就是這樣，把泊來(lái)、拿來(lái)的各種技術(shù)和設(shè)備去構(gòu)成安防系統(tǒng)。大家知道，一個(gè)完整的安防系統(tǒng)應(yīng)具有如下三個(gè)基本要素：
1.探測(cè)、能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)防范區(qū)域內(nèi)的各種異常現(xiàn)象。安防系統(tǒng)探測(cè)的對(duì)象主要是人，或人的行為。非法的行為我們稱之謂入侵，所以安防系統(tǒng)的探測(cè)又稱入侵探測(cè)。實(shí)現(xiàn)探測(cè)的設(shè)備為報(bào)警(探測(cè))器，紅外探測(cè)和微波探測(cè)是zui常用的探測(cè)技術(shù)。早期探測(cè)器設(shè)計(jì)的很簡(jiǎn)單，比如被動(dòng)紅外探測(cè)器，與門(mén)控用和節(jié)水用的紅外傳感器沒(méi)有什么差別，因此、誤報(bào)警率很高。其它一些報(bào)警器也是如此，所以誤報(bào)警率高成了困擾早期安防系統(tǒng)的一大難題。
2.環(huán)境監(jiān)控、安防系統(tǒng)要能對(duì)探測(cè)的結(jié)果作出評(píng)價(jià)(判斷其真?zhèn)?，要能控制事件發(fā)生的過(guò)程，了解事件處置的結(jié)果，必須具備監(jiān)控的手段。在早期安防系統(tǒng)中用聲音來(lái)進(jìn)行監(jiān)控較多，成本也比較低廉。隨著電視技術(shù)的成熟和普及，圖像監(jiān)控成了主要的手段。由于圖像信息量大、實(shí)時(shí)性好，并具有主動(dòng)探測(cè)的能力，逐漸成了安防系統(tǒng)的核心技術(shù)，在安防系統(tǒng)中占有很大的比重。現(xiàn)如今，有安防必有視頻監(jiān)控已成了定式。
3.周界管理和出入控制、安防系統(tǒng)要有明確的防范區(qū)域，即周(邊)界。通過(guò)各種物理的、技術(shù)(電子)的手段，組成一個(gè)封閉的周界，并通過(guò)與周界結(jié)合的出入口，對(duì)人、物的出入進(jìn)行管理和控制。安防系統(tǒng)應(yīng)保證合法出入防范區(qū)域的人和物的通暢，有效地發(fā)現(xiàn)和阻止非法的出入。顯然，門(mén)禁是適合出入控制的常用設(shè)備。高強(qiáng)度的門(mén)配高安全的(防盜)鎖是zui古老的門(mén)禁設(shè)備，電子控制、采用特征識(shí)別技術(shù)的系統(tǒng)是現(xiàn)代門(mén)禁的典型方式，但兩者的構(gòu)成要素是相同的。
Presence技術(shù)
提到Presence，大家首先想到的肯定是即時(shí)通信(IM)。而Presence技術(shù)與視頻監(jiān)控的結(jié)合似乎是一個(gè)比較新的提法。以傳統(tǒng)方式來(lái)思考，似乎兩者沒(méi)有太大瓜葛。其實(shí)不然，Presence可以很好地為服務(wù)于視頻監(jiān)控。
Presence，也作“PresenceInformation”，中文一般譯為“呈現(xiàn)”，用以傳達(dá)用戶狀態(tài)以及用戶通過(guò)一組設(shè)備進(jìn)行通信的能力。Presencezui常用于即時(shí)通信工具中，比如，在很多IM軟件中有：聯(lián)機(jī)、忙碌、離開(kāi)、顯示為脫機(jī)等狀態(tài)。這些便稱為“Presence狀態(tài)”，它們表征了用戶當(dāng)前所處的某種狀態(tài)。同時(shí)，這些狀態(tài)還反映出與該用戶與其他用戶進(jìn)行通信的能力，比如若用戶處于“脫機(jī)”狀態(tài)的話，別的用戶便不能用即時(shí)消息與之通信。
一個(gè)zui簡(jiǎn)單的Presence過(guò)程如下：一個(gè)用戶(稱為Watcher)訂閱(SUBSCRIBE)他感興趣的另一用戶(Presentity)的Presence狀態(tài)，Presentity接受訂閱請(qǐng)求。以后Presentity的狀態(tài)發(fā)生變化之后他會(huì)發(fā)布(PUBLISH)自己的新?tīng)顟B(tài)，這個(gè)新?tīng)顟B(tài)會(huì)通知(NOTIFY)給Watcher。下圖給出的是RFC2778提出的Presence模型。
RFC2778Presence模型
從系統(tǒng)的角度來(lái)看，視頻監(jiān)控中的各個(gè)監(jiān)控前端設(shè)備與IM系統(tǒng)中的用戶有很多相似之處，比如說(shuō)，系統(tǒng)應(yīng)時(shí)刻了解各監(jiān)控前端設(shè)備：(1)是否已登錄到系統(tǒng);(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(yuǎn)程PTZ控制);(3)是否正在被用戶訪問(wèn)，以及被哪些用戶訪問(wèn)等等。
不難發(fā)現(xiàn)，以上這些“狀態(tài)”的維護(hù)正是Presence技術(shù)的擅長(zhǎng)之處?？梢?jiàn)，如果能將Presence的技術(shù)成果運(yùn)用到視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，將會(huì)帶來(lái)很大的方便。
智能視頻技術(shù)
智能視頻監(jiān)控是網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控領(lǐng)域zui前沿的應(yīng)用模式之一。
智能視頻（IV，InligentVideo）源自計(jì)算機(jī)視覺(jué)（CV，ComputerVision）技術(shù)。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)是人工智能（AI，ArtificialInligent）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(guān)系，從而使計(jì)算能夠通過(guò)數(shù)字圖像處理和分析來(lái)理解視頻畫(huà)面中的內(nèi)容。
視頻監(jiān)控中所提到的智能視頻技術(shù)主要是指：“自動(dòng)的分析和抽取視頻源中的關(guān)鍵信息。”如果把攝像機(jī)看作人的眼睛，而智能視頻系統(tǒng)或設(shè)備則可以看作人的大腦。
建造視頻監(jiān)控系統(tǒng)的目的，一是為了視覺(jué)上的延伸——把處于別地的畫(huà)面通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備“拉近”到眼前，因此有了遠(yuǎn)程監(jiān)控；二是為了智力上的延伸——讓系統(tǒng)自動(dòng)為我們分析問(wèn)題并解決問(wèn)題，于是有了智能監(jiān)控。當(dāng)然，后者是更高層次上的要求，但也是視頻監(jiān)控今后發(fā)展的必然要求。
傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)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(diǎn)，比如：（1）人力有限，人的反應(yīng)與處理速度有限，導(dǎo)致我們?cè)诘臅r(shí)間內(nèi)能夠進(jìn)行監(jiān)視的地點(diǎn)有限。這也就意味著各個(gè)被監(jiān)控點(diǎn)并非每時(shí)每刻都處于監(jiān)控當(dāng)中。（2）人并非一個(gè)可以*信賴的觀察者，無(wú)論是在觀看實(shí)時(shí)的視頻流還是在觀看錄像回放的時(shí)候，由于自身生理上的弱點(diǎn)，我們經(jīng)常無(wú)法察覺(jué)安全威脅，從而導(dǎo)致漏報(bào)現(xiàn)象的發(fā)生。
流媒體技術(shù)
實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視與錄像回放是視頻監(jiān)控的兩大重要基本業(yè)務(wù)，其本質(zhì)是將視頻源上的多媒體數(shù)據(jù)傳送到視頻接收端。實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視要求完成視頻的實(shí)時(shí)傳輸，具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性;錄像回放則類似于VOD業(yè)務(wù)，具有一定的實(shí)時(shí)性(但并非很強(qiáng))，要求畫(huà)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(jī)看成是實(shí)時(shí)的A/V源，而將錄像文件看成是存儲(chǔ)的A/V文件，那么目前解決此類問(wèn)題的一個(gè)很好的辦法便是運(yùn)用流媒體技術(shù)。
我們知道，流式傳輸及流媒體(StreamingMedia)是為了解決信息傳輸實(shí)時(shí)性問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的。流式傳輸主要指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體(如音頻、視頻等)的技術(shù)總稱，其特定含義為通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將音視頻等信息傳輸?shù)接脩艚K端播放時(shí)，無(wú)須等全部文件下載完畢才可播放，而是將連續(xù)的音視頻信息壓縮后放于服務(wù)器，用戶終端播放時(shí)只要將開(kāi)始部分的內(nèi)容存入其內(nèi)存，其余數(shù)據(jù)流由用戶終端在后臺(tái)繼續(xù)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(shí)間將顯著減少，且無(wú)須太大緩存。流媒體指使用流式傳輸技術(shù)的連續(xù)時(shí)基媒體。
流式傳輸主要是為了區(qū)別于下載傳輸而提出的。傳統(tǒng)的下載轉(zhuǎn)輸方式有兩個(gè)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(duì)于實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視而言，不存在文件的概念，因此無(wú)法用“下載”的方式實(shí)現(xiàn)。對(duì)于錄像業(yè)務(wù)，錄像數(shù)據(jù)可以以文件形式存在，但是，如果錄像數(shù)據(jù)如果必須等*下載后才能播放的話，會(huì)帶來(lái)很大的時(shí)延，用戶無(wú)法忍受。所以，比較理想的方式是采用流式傳輸。
實(shí)現(xiàn)流式傳輸有順序流式傳輸(ProgressiveStreaming)和實(shí)時(shí)流式傳輸(RealtimeStreaming)兩種方法。視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)主要采用實(shí)時(shí)流式傳輸。
采用流媒體技術(shù)的視頻監(jiān)控示意圖
上圖為采用流媒體技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以看成是一臺(tái)提供實(shí)時(shí)A/V源的服務(wù)器，當(dāng)用戶請(qǐng)求進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視時(shí)，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用實(shí)時(shí)流式傳輸方式向用戶終端傳送監(jiān)控畫(huà)面。考慮到多個(gè)用戶同時(shí)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)將帶來(lái)流量瓶頸等問(wèn)題，可以使用視頻服務(wù)器來(lái)進(jìn)行中轉(zhuǎn)，讓視頻服務(wù)器來(lái)提供強(qiáng)大的負(fù)載能力。
以上只是原理性的簡(jiǎn)要說(shuō)明。上述方案可以滿足小型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但在大型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控前端設(shè)備與用戶終端的數(shù)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(fā)、調(diào)度機(jī)制來(lái)保證媒體的傳送。在這方面，目前尚無(wú)現(xiàn)成的成熟方案，中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織(CCSA)正對(duì)此展開(kāi)積極研究，以便為未來(lái)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的媒體傳送機(jī)制。
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