|
 |
 |
視頻監(jiān)控系統(tǒng)知識(shí) |
|
 |
|
 |
| 無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵技術(shù) |
1.高效率、抗干擾的視頻編解碼機(jī)制
當(dāng)今的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)有MPEG和H.26X兩大系列。MPEG-4目前已應(yīng)用于Internet流媒體領(lǐng)域，為了盡量減輕MPEG-4視頻流對(duì)誤碼的敏感性，以保證壓縮視頻解壓后的恢復(fù)質(zhì)量，MPEG-4提供了多種抗誤碼工具，承載流媒體業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸層及底層移動(dòng)通信系統(tǒng)也可以進(jìn)一步改善流媒體傳輸?shù)目拐`碼性能。MPEG-7是針對(duì)存儲(chǔ)形式或流形式的應(yīng)用而制定的，不僅僅用于多媒體信息的檢索，更能廣泛地用于其他與多媒體信息內(nèi)容管理相關(guān)的領(lǐng)域，并且可以在實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)環(huán)境中操作。
ITU-T頒布的H.261標(biāo)準(zhǔn)，用于可視電話和會(huì)議電視。H.263標(biāo)準(zhǔn)是ITU組織為了滿足碼率低于64kb/s的應(yīng)用而提出的一個(gè)低碼率視頻壓縮編碼建議;它能夠在較低碼率的情況下達(dá)到較好的圖像質(zhì)量，因此廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程監(jiān)控、電視會(huì)議以及可視電話等領(lǐng)域，尤其在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，它已經(jīng)可以在嵌入式系統(tǒng)中達(dá)到實(shí)時(shí)、穩(wěn)定的壓縮效果，是應(yīng)用較多的視頻壓縮算法。目前大多數(shù)視頻監(jiān)控產(chǎn)品都支持MPEG-4和H.263標(biāo)準(zhǔn)。
作為目前最新的視頻編碼技術(shù)H.264，在安防行業(yè)的應(yīng)用有著非常大的前景。H.264標(biāo)準(zhǔn)采用了高精度、多模式預(yù)測(cè)技術(shù)用來提高壓縮比以降低碼流。H.264標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男枰O(shè)計(jì)了視頻編碼層VCL和網(wǎng)絡(luò)提取層NAL結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)抽象層是提供“網(wǎng)絡(luò)友好”的界面，從而使視頻編碼層能夠在各種系統(tǒng)中得到有效的應(yīng)用。H.264標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男枰O(shè)計(jì)了差錯(cuò)消除的工具便于壓縮視頻在誤碼、丟包多發(fā)環(huán)境中傳輸，從而保證了視頻傳輸?shù)挠行浴ＶС諬.264標(biāo)準(zhǔn)的無線視頻監(jiān)控產(chǎn)品目前也已上市。
為了能在時(shí)變、帶寬有限、誤碼率較高、缺乏QoS保證的無線信道上傳輸視頻數(shù)據(jù),視頻編碼算法必須滿足以下要求
1)高效的視頻壓縮比;(2)較高的傳輸實(shí)時(shí)性：更短的傳輸時(shí)延，更快的編碼速度;(3)較強(qiáng)的視頻傳輸魯棒性：更好地適應(yīng)傳輸信道的誤比特干擾。因此，研究在無線視頻監(jiān)控應(yīng)用中的編解碼機(jī)制，重點(diǎn)在于進(jìn)一步提高編解碼效率及抗干擾能力。
2.無線視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)鏈路及組網(wǎng)技術(shù)
對(duì)于無線視頻監(jiān)控而言，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈路的選取主要取決于用戶需求和系統(tǒng)工作的具體環(huán)境，目前已投入使用的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要有基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的和基于無線局域網(wǎng)的兩種類型。但在對(duì)音視頻質(zhì)量要求不高的應(yīng)用中，也可以采用低端的無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
在中國(guó)目前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的兩大運(yùn)營(yíng)商中，中國(guó)聯(lián)通采用基于碼分多址的CDMA20001x制式，最高下載速度可達(dá)153kbit/s，現(xiàn)網(wǎng)實(shí)測(cè)可達(dá)100kbit/s左右。中國(guó)移動(dòng)采用GPRS技術(shù)，是基于GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來的新型分組交換數(shù)據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)，帶寬理論最高可達(dá)171.2kbit/s，中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試也可達(dá)到35kbit/s左右。在目前的網(wǎng)絡(luò)帶寬下，普通用戶可以采用彩e傳輸視頻文件，不少廠家也推出了基于2.5G移動(dòng)公網(wǎng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，作為對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的有力補(bǔ)充。
基于無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)的多媒體信息傳輸，是解決建筑物內(nèi)靈活視頻監(jiān)控的主要手段，基于802.11協(xié)議族。IEEE802.11a規(guī)定的頻點(diǎn)為5GHz，適合于室內(nèi)及移動(dòng)環(huán)境，傳輸速度為1到2Mbps。IEEE802.11b(Wi-Fi)工作于2.4GHz頻點(diǎn)，當(dāng)信噪比低于某個(gè)門限值時(shí)，其傳輸速率可從11Mb/s自動(dòng)降至5.5Mb/s，或者再降至直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的2Mb/s及1Mb/s速率。IEEE802.11e及IEEE802.11g是下一代無線LAN標(biāo)準(zhǔn)，被稱為無線LAN標(biāo)準(zhǔn)方式IEEE802.11的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)，是在現(xiàn)有的802.11b及802.11a的MAC層追加了QOS功能及安全功能的標(biāo)準(zhǔn)，為其上可靠的視頻信息傳輸?shù)於嘶A(chǔ)。
隨著WiMAX技術(shù)和3G技術(shù)的日趨成熟，基于WiMax和3G的無線視頻監(jiān)控也成為研究熱點(diǎn)。WiMAX(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)是近年來出現(xiàn)的一種無線寬帶接入技術(shù)。WiMAX采用多載波調(diào)制技術(shù)，能夠提供高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并且具有頻譜資源利用率高，覆蓋范圍大(傳輸距離可達(dá)數(shù)十公里)等特點(diǎn)。無線城域網(wǎng)(WMAN)采用了WiMax技術(shù)，組網(wǎng)采用的802.16協(xié)議族。與現(xiàn)有的移動(dòng)通信技術(shù)相比，WiMAX技術(shù)可以提供更高的數(shù)據(jù)速率，更強(qiáng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力。
多媒體業(yè)務(wù)是3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的重點(diǎn)，其傳輸速率要求為：高速移動(dòng)時(shí)能夠達(dá)到144kbps，慢速移動(dòng)時(shí)為384kbps，靜止?fàn)顟B(tài)為2Mbps。3G的帶寬非常適合無線視頻監(jiān)控的應(yīng)用。相信隨著3G的商用，無線視頻監(jiān)控必將蓬勃發(fā)展。
CDMA或OFDM作為點(diǎn)到多點(diǎn)或點(diǎn)到點(diǎn)圖像、視頻信息傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)手段，其頻譜利用率高、支持高速率的多媒體服務(wù)、系統(tǒng)容量、抗多徑信道干擾能力強(qiáng)。CDMA技術(shù)是基于擴(kuò)頻通信理論的調(diào)制和多址連接技術(shù)，OFDM技術(shù)屬于多載波調(diào)制技術(shù)。預(yù)計(jì)第三代以后的移動(dòng)通信的主流技術(shù)將是OFDM技術(shù)。
在無線實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，控制協(xié)議決定了整個(gè)系統(tǒng)的效率、兼容性、安全性等諸多重要問題，是系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的指揮中心。控制協(xié)議尤其是無線實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的控制協(xié)議，不但要求能夠快速穩(wěn)定的建立連接，而且要求對(duì)該連接具有一定的控制能力。會(huì)話啟動(dòng)協(xié)議SIP(sessioninitiationprotocol)是IETF的MMUSIC(multipartymultimediasessioncontrol)工作組制定的多媒體通信框架應(yīng)用層信令協(xié)議，設(shè)計(jì)理念和協(xié)議結(jié)構(gòu)完全符合NGN的特性和要求，得到了越來越多業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)可，國(guó)內(nèi)外許多知名企業(yè)都開始從事SIP的研究與開發(fā)工作。Nokia和Ericsson已經(jīng)開發(fā)出了基于SIP的端到端的網(wǎng)絡(luò)多媒體系統(tǒng)，3GPP和3GPP2分別在R5和Phase2階段引入了基于SIP的IMS(IP多媒體子系統(tǒng))。基于SIP的多媒體通信已經(jīng)成為新的主流發(fā)展方向。
3.數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)安全
視頻監(jiān)控系統(tǒng)中保護(hù)數(shù)據(jù)不因偶然和惡意的原因而遭到破壞、更改和顯露是非常必要的。通過無線網(wǎng)絡(luò)或Internet傳輸?shù)臄?shù)據(jù)很有可能會(huì)遭到截取。這會(huì)給敏感數(shù)據(jù)帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于一些網(wǎng)上黑客或惡意員工而言，為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)建立和采取技術(shù)和管理上的安全保護(hù)是不夠的。對(duì)此，就很有必要對(duì)數(shù)據(jù)采取加密技術(shù)。
隨著監(jiān)控點(diǎn)的增多、應(yīng)用行業(yè)的日益普遍化、監(jiān)控時(shí)間周期的延長(zhǎng)和視頻清晰度的提升，視頻數(shù)據(jù)容量也在飛速發(fā)展。即使按照一定的標(biāo)準(zhǔn)以壓縮形式存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，仍然有成百TB直至上千TB的數(shù)據(jù)需要?dú)w檔、存儲(chǔ)，并且需要高速傳輸。針對(duì)這些情況，優(yōu)化視頻存儲(chǔ)、歸檔解決方案及設(shè)備選擇已經(jīng)是很多用戶的一個(gè)現(xiàn)實(shí)考慮。
一般來說，從應(yīng)用需求來看，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)必須具有以下的要求：保障具備長(zhǎng)時(shí)間無故障運(yùn)行的能力;能夠遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳遞高清晰圖像，并實(shí)現(xiàn)回放;具備靈活存儲(chǔ)圖像資料的能力，存儲(chǔ)保留時(shí)間達(dá)到一定要求;圖像傳輸必須具備防竊取功能，圖像資料具備防篡改功能;設(shè)備操作必須具有安全的管理和控制。
|
|
|
