视频监控中的几种主流技术的分析研究

2008-11-21 17:46:38来源: 安防论坛

      随着通信、计算机、多媒体技术的发展,以及安防、金融、教育等行业日益增涨的客户需求,大型的远程视频监控系统正在全国各地迅速地建设起来。视频监控在经历了模拟监控、数模结合监控、全数字化监控的发展后,正朝着网络化、平台化、大型化、综合化的方向发展。


1、流媒体技术

    实时视频监视与录像回放是视频监控的两大重要基本业务,其本质是将视频源上的多媒体数据传送到视频接收端。实时视频监视要求完成视频的实时传输,具有很强的实时性;录像回放则类似于VOD业务,具有一定的实时性(但并非很强),要求画面清晰流畅,并且能完成各种播放控制操作。

    我们可以将前端的摄像机看成是实时的A/V源,而将录像文件看成是存储的A/V文件,那么目前解决此类问题的一个很好的办法便是运用流媒体技术。

    我们知道,流式传输及流媒体(StreamingMedia)是为了解决信息传输实时性问题而开发的。流式传输主要指通过网络传输媒体(如音频、视频等)的技术总称,其特定含义为通过网络将音视频等信息传输到用户终端播放时,无须等全部文件下载完毕才可播放,而是将连续的音视频信息压缩后放于服务器,用户终端播放时只要将开始部分的内容存入其内存,其余数据流由用户终端在后台继续接收并播放,直至播放完毕或用户中止操作。这样,用户播放媒体的等待时间将显著减少,且无须太大缓存。流媒体指使用流式传输技术的连续时基媒体。

    流式传输主要是为了区别于下载传输而提出的。传统的下载转输方式有两个基本条件,一是基于文件操作,二是文件要全部下载后才能使用(播放)。对于实时视频监视而言,不存在文件的概念,因此无法用“下载”的方式实现。对于录像业务,录像数据可以以文件形式存在,但是,如果录像数据如果必须等完全下载后才能播放的话,会带来很大的时延,用户无法忍受。所以,比较理想的方式是采用流式传输。

 

2、 Presence可以很好地为服务于视频监控技术

    提到Presence,大家首先想到的肯定是即时通信(IM)。而Presence技术与视频监控的结合似乎是一个比较新的提法。以传统方式来思考,似乎两者没有太大瓜葛。其实不然,Presence可以很好地为服务于视频监控。

    Presence,也作“PresenceInformation”,中文一般译为“呈现”,用以传达用户状态以及用户通过一组设备进行通信的能力。Presence最常用于即时通信工具中,比如,在很多IM软件中有:联机、忙碌、离开、显示为脱机等状态。这些便称为“Presence状态”,它们表征了用户当前所处的某种状态。同时,这些状态还反映出与该用户与其他用户进行通信的能力,比如若用户处于“脱机”状态的话,别的用户便不能用即时消息与之通信。

    一个最简单的Presence过程如下:一个用户(称为Watcher)订阅(SUBSCRIBE)他感兴趣的另一用户(Presentity)的Presence状态,Presentity接受订阅请求。以后Presentity的状态发生变化之后他会发布(PUBLISH)自己的新状态,这个新状态会通知(NOTIFY)给Watcher。

 

3、智能视频监控是网络化视频监控领域最前沿的应用模式之一

    智能视频(IV,IntelligentVideo)源自计算机视觉(CV,ComputerVision)技术。计算机视觉技术是人工智能(AI,ArtificialIntelligent)研究的分支之一,它能够在图像及图像描述之间建立映射关系,从而使计算能够通过数字图像处理和分析来理解视频画面中的内容。

    视频监控中所提到的智能视频技术主要是指:“自动的分析和抽取视频源中的关键信息。”如果把摄像机看作人的眼睛,而智能视频系统或设备则可以看作人的大脑。

    建造视频监控系统的目的,一是为了视觉上的延伸——把处于别地的画面通过网络与设备“拉近”到眼前,因此有了远程监控;二是为了智力上的延伸——让系统自动为我们分析问题并解决问题,于是有了智能监控。当然,后者是更高层次上的要求,但也是视频监控今后发展的必然要求。

    传统的视频监控系统缺乏智能,在很大程度上依赖于人的判断。然而,人类有着自身难以克服的弱点,比如:(1)人力有限,人的反应与处理速度有限,导致我们在指定的时间内能够进行监视的地点有限。这也就意味着各个被监控点并非每时每刻都处于监控当中。(2)人并非一个可以完全信赖的观察者,无论是在观看实时的视频流还是在观看录像回放的时候,由于自身生理上的弱点,我们经常无法察觉安全威胁,从而导致漏报现象的发生。
 

4、视频监控无线传输技术

    如果被监控点和中央控制中心相距较远且位置较分散,利用传统网络布线的方式不但成本非常高,而且一旦遇到河流山脉等障碍时,有线网络更是束手无策。此时,无线网络的优势就能体现出来。利用无线网桥技术,可以将多个被监测点与中央控制中心连接起来,且搭建迅速,可以在最短的时间内迅速建立起无线网络链路。

    在无线监控系统中,无线网络主要扮演连接被监控点和监控中心数据传输链路的角色。通过无线网络可以将远程的多个监控点设备连接起来,进行视频传输;同时,由于监控系统对视频质量要求较高,如何在无线网络中传输稳定高质量的视频信息也是无线数字监控系统中需要解决的关键技术之一;此外,从工程实现的角度考虑,桥接设备往往安装在室外,如何对这些设备进行远距离供电以及设备管理也是值得关注的问题。

 

5、红外热成像技术

    人眼能够感受到的可见光波长为0.38~0.78微米。红外线属于波长大于0.78微米的电磁波。自然界中,一切物体都会辐射不同波长的红外线,因此能够利用特制的探测设备分别检测出监控目标本身和背景之间的红外线波长,从而可以得到不同的红外图像,这红外图像称为热图像。

    采用红外热成像技术,探测目标物体的红外辐射,并通过光电转换、信号处理等手段,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备被称为红外热成像仪。

    视频监控实际上是一个非常庞大复杂的通信系统,涉及到方方面面的各种技术。以上列举的是笔者认为相对比较重要的一些技术。所有这些技术都在不断发展之中,它们的发展直接推动着视频监控技术的发展。

 

关键字:视频监控

编辑:潘争 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2008/1121/article_1212.html
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