“怎樣才能實時地查看監(jiān)視的場景，想要實現(xiàn)錄像回放怎么辦”，以上這些需求都是客戶現(xiàn)實場景需要解決的問題，如何解決這個問題?本期技術(shù)半月談繼續(xù)為你介紹視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的重要技術(shù)，流媒體技術(shù)。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端采集異常重要，然而采集的視頻如何實現(xiàn)實時傳輸以達到實時觀看，確保視頻監(jiān)視或視頻會議的實時性，成為遠程視頻監(jiān)控及遠程會議重要的方面。同時，如何實現(xiàn)具有一定實時性視頻的回放功能，也成為用戶在使用過程中的重要需求。而這些需求也就催生了流媒體技術(shù)。

　　流媒體技術(shù)實現(xiàn)信息傳輸實時性

　　何為流媒體技術(shù)?流媒體技術(shù)也稱流式媒體技術(shù).所謂流媒體技術(shù)就是把連續(xù)的影像和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后放上網(wǎng)站服務(wù)器,讓用戶一邊下載一邊觀看、收聽，而不要等整個壓縮文件下載到自己的計算機上才可以觀看的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。

　　一般來講，流式傳輸及流媒體(StreamingMedia)是為了解決信息傳輸實時性問題而開發(fā)的。流式傳輸主要指通過網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體(如音頻、視頻等)的技術(shù)總稱，其特定含義為通過網(wǎng)絡(luò)將音視頻等信息傳輸?shù)接脩艚K端播放時，無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，用戶終端播放時只要將開始部分的內(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間將顯著減少，且無須太大緩存。

　　流媒體是從服務(wù)器到客戶端通過網(wǎng)絡(luò)實時傳送并回放連續(xù)多媒體數(shù)據(jù)的一種方式。其中，傳送是端到端的，發(fā)送方為服務(wù)器，接收并回放方為客戶端。傳送網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)基于IP網(wǎng)。連續(xù)多媒體數(shù)據(jù)是指接收端的數(shù)據(jù)跟發(fā)送端源數(shù)據(jù)具有相同的時序性，也就是說接收端需要根據(jù)時間屬性重組接收到的多媒體數(shù)據(jù)。連續(xù)多媒體數(shù)據(jù)根據(jù)時序緊密性可分為實時互動和流式回放兩種，前者對傳輸網(wǎng)絡(luò)(包括帶寬，可靠性等)的要求更高。

　　流媒體的系統(tǒng)組成及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

　　一個完整的流媒體系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個組成部分：編碼工具，用于創(chuàng)建、捕捉和編輯多媒體數(shù)據(jù)，形成流媒體格式，這可以由帶視音頻硬件接口的計算機和運行其上的制作軟件共同完成;流媒體數(shù)據(jù);服務(wù)器：存放和控制流媒體的數(shù)據(jù);網(wǎng)絡(luò)：適合多媒體傳輸協(xié)議或?qū)崟r傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò);播放器：供客戶端瀏覽流媒體文件。

　　流媒體的三大技術(shù)特征簡述

　　流媒體技術(shù)特征包含流式傳輸、順序流式傳輸、實時流式傳輸。

　　在網(wǎng)絡(luò)上傳輸音/視頻等多媒體信息目前主要有下載和流式傳輸兩種方案。音/視頻文件一般都較大，所以需要的存儲容量也較大;同時由于網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，下載常常要花數(shù)分鐘甚至數(shù)小時，所以這種處理方法延遲也很大。流式傳輸時，聲音、影像或動畫等時基媒體由音視頻服務(wù)器向用戶計算機的連續(xù)、實時傳送，用戶只需經(jīng)過幾秒或十幾秒的啟動延時即可進行觀看。當聲音等時基媒體在客戶機上播放時，文件的剩余部分將在后臺從服務(wù)器內(nèi)繼續(xù)下載。流式傳輸不僅使啟動延時大大縮短，而且不需要過多的緩存，從而避免了用戶必須等待整個文件全部從internet上下載才能觀看的缺點。

　　順序流式傳輸是順序下載，在下載文件的同時用戶可觀看再線媒體，在給定時刻，用戶只能觀看已下載的那部分，而不能跳到還未下載的前頭部分，順序流式傳輸不象實時流式傳輸在傳輸期間根據(jù)用戶連接的速度做調(diào)整。由于標準的http服務(wù)器可發(fā)送這種形式的文件，也不需要其他特殊協(xié)議，它經(jīng)常被稱作 http流式傳輸。順序流式傳輸比較適合高質(zhì)量的短片段，如片頭、片尾和廣告，由于該文件在播放前觀看的部分是無損下載的，這種方法保證電影播放的最終質(zhì)量。這意味著用戶在觀看前，必須經(jīng)歷延遲，對較慢的連接尤其如此。

　　實時流式傳輸指保證媒體信號帶寬與網(wǎng)絡(luò)連接配匹，使媒體可被實時觀看到。實時流與http流式傳輸不同，需要專用的流媒體服務(wù)器與傳輸協(xié)議。

　　實時流式傳輸總是實時傳送，特別適合現(xiàn)場事件，也支持隨機訪問，用戶可快進或后退以觀看前面或后面的內(nèi)容。理論上，實時流一經(jīng)播放就可不停止，但實際上，可能發(fā)生周期暫停。

　　實時流式傳輸必須配匹連接帶寬，這意味著在以調(diào)制解調(diào)器速度連接時圖像質(zhì)量較差，而且，由于出錯丟失的信息被忽略掉，網(wǎng)絡(luò)擁擠或出現(xiàn)問題時，視頻質(zhì)量很差。如欲保證視頻質(zhì)量，順序流式傳輸更好。實時流式傳輸需要特定服務(wù)器，如quicktime streaming server、realserver與windows media server.這些服務(wù)器允許對媒體發(fā)送進行更多級別的控制，因而系統(tǒng)設(shè)置、管理比標準http服務(wù)器更復(fù)雜。實時流式傳輸還需要特殊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如：rtsp (realtime streaming protocol)或mms (microsoft media server)。這些協(xié)議在有防火墻時有時會出現(xiàn)問題，導(dǎo)致用戶不能看到一些地點的實時內(nèi)容。

　　流媒體三大主要應(yīng)用

　　當前流媒體技術(shù)廣泛用于多媒體新聞發(fā)布、網(wǎng)絡(luò)廣告、電子商務(wù)、視頻點播、遠程教育、遠程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)電臺、 實時視頻會議、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控等互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)的方方面面，它的應(yīng)用將為網(wǎng)絡(luò)信息交流帶來革命性的變化，對人們的工作和生活將產(chǎn)生深遠的影響。那么現(xiàn)在又有哪些主要的流媒體應(yīng)用呢?

　　首先， h.323會議電視和視頻點播。隨著internet網(wǎng)絡(luò)的普及，使網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)馁Y料不僅僅限于文字和圖形。有許多的internat的視頻應(yīng)用需要在 internet網(wǎng)絡(luò)上點播，它們都要求最大范圍的讓觀眾觀看到高質(zhì)量的節(jié)目，象電視一樣達到宣傳、廣告或滿足觀眾需求的目的。這就要求系統(tǒng)具備高傳輸速率、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)流的分流、高穩(wěn)定性等特性。實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的視、音頻傳輸最好的解決方案就是流式媒體的傳輸方式。

　　其次，校園視頻網(wǎng)。校園網(wǎng)的建設(shè)近幾年來也逐漸呈現(xiàn)出蓬勃向上的態(tài)勢，尤其是各級重點學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)硬件平臺的建設(shè)，其水平和質(zhì)量都非常之高。隨著多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是多媒體傳輸技術(shù)的突破，使網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)得以實現(xiàn)?，F(xiàn)在已經(jīng)有許多的成熟的產(chǎn)品，如cisco公司的ip/tv，可以用來組建校園視頻網(wǎng)，提供實時廣播，定時廣播，視頻點播三種通信模式。

　　再次，遠程教育。知識經(jīng)濟時代的網(wǎng)上教育突破了傳統(tǒng)“面授”教學(xué)的局限，為學(xué)習者提供了時間分散、資源共享、地域廣闊、交互式的教學(xué)新方式。從技術(shù)上講，遠程教育系統(tǒng)是建立在現(xiàn)代傳媒技術(shù)基礎(chǔ)上的多媒體應(yīng)用系統(tǒng)，它通過現(xiàn)代的通信網(wǎng)絡(luò)將教師的圖象、聲音和電子教案傳送給學(xué)生，也可以根據(jù)需要將學(xué)生的圖象、聲音回送給教師，從而模擬出學(xué)校教育的授課方式。

　　流媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控中應(yīng)用

　　由于流媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)息息相關(guān)，因此所應(yīng)用的視頻監(jiān)控應(yīng)是數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化的視頻監(jiān)控，這種監(jiān)控系統(tǒng)，由視頻采集的攝像機、視頻傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)、以及監(jiān)控中心等部分組成。它以數(shù)字視頻處理技術(shù)為核心，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、流媒體技術(shù)、多媒體技術(shù)，徹底克服了模擬監(jiān)控缺點，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字視頻監(jiān)控的優(yōu)點。并且，集視頻切換、智能控制、遠程傳輸、布防報警等功能于一身，并支持多種有線、無線傳輸介質(zhì)。

　　由于采用流媒體技術(shù)，其信號傳輸具有實時性(即視頻信號能實時處理，如實時壓縮、解壓縮，實時傳輸?shù)?、同步性(雖視頻信號具有分布性，但用戶終端顯示時須同步)、分布性(因現(xiàn)場采集的圖像，傳輸、接收、顯示的主機位于不同地點，最后通過網(wǎng)絡(luò)相連)等特點。

　　流媒體技術(shù)應(yīng)用于遠程監(jiān)控3大優(yōu)勢

　　視頻傳輸依賴的通信網(wǎng)絡(luò)包括LAN、WAN、ISDN、DDN、ATM、PSTN等，由于每種網(wǎng)絡(luò)傳輸控制及通信協(xié)議均不同，因而適合遠程監(jiān)控的數(shù)字視頻傳輸要求標準也不同。但目前，TCP/IP協(xié)議作為事實上的標準，已廣泛用于各種網(wǎng)絡(luò)。要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)字視頻，自然也需遵守該協(xié)議。但需指出的是，該協(xié)議最初是為非實時數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)制定的，其實時傳輸能力較差。

　　顯然，將流媒體技術(shù)應(yīng)用于遠程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控是安防監(jiān)控領(lǐng)域的巨大突破，因為它能有效地克服其他傳輸方式存在的局限性。其顯著優(yōu)點主要表現(xiàn)為：

　?、倭髅襟w技術(shù)可實現(xiàn)在低帶寬環(huán)境下，提供高質(zhì)量的音頻、視頻;

　?、谥悄芰骷夹g(shù)可保證不同連接速率下的用戶，得到相應(yīng)質(zhì)量的媒體播放效果;

　?、哿髅襟w多址廣播技術(shù)可顯著減少服務(wù)器負荷，同時能最大限度地節(jié)約帶寬。

　　智能流技術(shù)解決帶寬協(xié)調(diào)

　　由于用戶接入互聯(lián)網(wǎng)的速率千差萬別，流媒體若以固定速率進行流式傳輸，速率低會限制發(fā)布媒體質(zhì)量，速率高又會限制連接人數(shù)。通常，采用智能流技術(shù)解決帶寬協(xié)調(diào)，具體通過兩種途徑：

　　一是確立一個編碼框架，允許不同速率的多個流同時編碼，并合并到同一個文件中創(chuàng)建可擴展流式文件，稱為智能流文件;

　　二是采用一種客戶/服務(wù)器機制探測帶寬變化。當客戶端發(fā)出請求，其帶寬容量將傳給服務(wù)器，媒體服務(wù)器再根據(jù)客戶帶寬將智能流文件的相應(yīng)部分傳送給用戶，因而用戶可以獲得當前連接條件下最優(yōu)質(zhì)的媒體質(zhì)量。智能流通過描述Internet上變化的帶寬特點來發(fā)送高質(zhì)量媒體，對混合連接環(huán)境的內(nèi)容授權(quán)提供了解決方法。

　　實際上，流媒體技術(shù)就是將視音頻文件經(jīng)過壓縮處理后，放在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上進行分段的傳輸，而客戶端計算機不用將整個的視音頻文件下載到本地，便可以即時收聽和收看。

　　結(jié)語：具體應(yīng)用中，視頻服務(wù)器把存儲在存儲系統(tǒng)中的視頻信息以視頻流的形式，通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給相應(yīng)的客戶，并響應(yīng)客戶的交互請求，保證視頻流的連續(xù)輸出。

　　在視頻服務(wù)器響應(yīng)客戶的視頻流后，從存儲系統(tǒng)讀入一部分視頻數(shù)據(jù)到對應(yīng)于這個視頻流的特定的緩存中，然后再將此緩存中的內(nèi)容送入網(wǎng)絡(luò)接口，發(fā)送到客戶。

　　目前，隨著流媒體日趨豐富、用戶對流媒體需求的增加，特別是流媒體技術(shù)的完善，其在視頻監(jiān)控等的應(yīng)用中將會越來越廣泛。