“怎樣才能實(shí)時(shí)地查看監(jiān)視的場(chǎng)景，想要實(shí)現(xiàn)錄像回放怎么辦”，以上這些需求都是客戶現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景需要解決的問(wèn)題，如何解決這個(gè)問(wèn)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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸以達(dá)到實(shí)時(shí)觀看，確保視頻監(jiān)視或視頻會(huì)議的實(shí)時(shí)性，成為遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控及遠(yuǎn)程會(huì)議重要的方面。同時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)具有一定實(shí)時(shí)性視頻的回放功能，也成為用戶在使用過(guò)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(shí)現(xiàn)信息傳輸實(shí)時(shí)性

　　何為流媒體技術(shù)?流媒體技術(shù)也稱(chēng)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(guò)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(tīng)，而不要等整個(gè)壓縮文件下載到自己的計(jì)算機(jī)上才可以觀看的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。

　　一般來(lái)講，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(chēng)，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。

　　流媒體是從服務(wù)器到客戶端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)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(shí)序性，也就是說(shuō)接收端需要根據(jù)時(shí)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(shí)序緊密性可分為實(shí)時(shí)互動(dòng)和流式回放兩種，前者對(duì)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(gè)完整的流媒體系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個(gè)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(jì)算機(jī)和運(yùn)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(shí)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(jiǎn)述

　　流媒體技術(shù)特征包含流式傳輸、順序流式傳輸、實(shí)時(shí)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(chǔ)容量也較大;同時(shí)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(shí)，所以這種處理方法延遲也很大。流式傳輸時(shí)，聲音、影像或動(dòng)畫(huà)等時(shí)基媒體由音視頻服務(wù)器向用戶計(jì)算機(jī)的連續(xù)、實(shí)時(shí)傳送，用戶只需經(jīng)過(guò)幾秒或十幾秒的啟動(dòng)延時(shí)即可進(jìn)行觀看。當(dāng)聲音等時(shí)基媒體在客戶機(jī)上播放時(shí)，文件的剩余部分將在后臺(tái)從服務(wù)器內(nèi)繼續(xù)下載。流式傳輸不僅使啟動(dòng)延時(shí)大大縮短，而且不需要過(guò)多的緩存，從而避免了用戶必須等待整個(gè)文件全部從internet上下載才能觀看的缺點(diǎn)。

　　順序流式傳輸是順序下載，在下載文件的同時(shí)用戶可觀看再線媒體，在給定時(shí)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(shí)時(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(chēng)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(wú)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(duì)較慢的連接尤其如此。

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

　　實(shí)時(shí)流式傳輸總是實(shí)時(shí)傳送，特別適合現(xiàn)場(chǎng)事件，也支持隨機(jī)訪問(wèn)，用戶可快進(jìn)或后退以觀看前面或后面的內(nèi)容。理論上，實(shí)時(shí)流一經(jīng)播放就可不停止，但實(shí)際上，可能發(fā)生周期暫停。

　　實(shí)時(shí)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(shí)圖像質(zhì)量較差，而且，由于出錯(cuò)丟失的信息被忽略掉，網(wǎng)絡(luò)擁擠或出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，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(shí)時(shí)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(duì)媒體發(fā)送進(jìn)行更多級(jí)別的控制，因而系統(tǒng)設(shè)置、管理比標(biāo)準(zhǔn)http服務(wù)器更復(fù)雜。實(shí)時(shí)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(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致用戶不能看到一些地點(diǎn)的實(shí)時(shí)內(nèi)容。

　　流媒體三大主要應(yīng)用

　　當(dāng)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(diǎn)播、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)、 實(shí)時(shí)視頻會(huì)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(lái)革命性的變化，對(duì)人們的工作和生活將產(chǎn)生深遠(yuǎn)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(huì)議電視和視頻點(diǎn)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(diǎn)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(dá)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(shí)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(lái)也逐漸呈現(xiàn)出蓬勃向上的態(tài)勢(shì)，尤其是各級(jí)重點(diǎn)學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)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(shí)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(lái)組建校園視頻網(wǎng)，提供實(shí)時(shí)廣播，定時(shí)廣播，視頻點(diǎn)播三種通信模式。

　　再次，遠(yuǎn)程教育。知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)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(xí)者提供了時(shí)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(yuǎn)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(guò)現(xiàn)代的通信網(wǎng)絡(luò)將教師的圖象、聲音和電子教案?jìng)魉徒o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(jī)、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(diǎn)，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字視頻監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn)。并且，集視頻切換、智能控制、遠(yuǎn)程傳輸、布防報(bào)警等功能于一身，并支持多種有線、無(wú)線傳輸介質(zhì)。

　　由于采用流媒體技術(shù)，其信號(hào)傳輸具有實(shí)時(shí)性(即視頻信號(hào)能實(shí)時(shí)處理，如實(shí)時(shí)壓縮、解壓縮，實(shí)時(shí)傳輸?shù)?、同步性(雖視頻信號(hào)具有分布性，但用戶終端顯示時(shí)須同步)、分布性(因現(xiàn)場(chǎng)采集的圖像，傳輸、接收、顯示的主機(jī)位于不同地點(diǎn)，最后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)相連)等特點(diǎn)。

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

　　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(yuǎn)程監(jiān)控的數(shù)字視頻傳輸要求標(biāo)準(zhǔn)也不同。但目前，TCP/IP協(xié)議作為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，已廣泛用于各種網(wǎng)絡(luò)。要通過(guò)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)制定的，其實(shí)時(shí)傳輸能力較差。

　　顯然，將流媒體技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)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?yàn)樗苡行У乜朔渌麄鬏敺绞酱嬖诘木窒扌?。其顯著優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為：

　　①流媒體技術(shù)可實(shí)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;

　　③流媒體多址廣播技術(shù)可顯著減少服務(wù)器負(fù)荷，同時(shí)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(wàn)別，流媒體若以固定速率進(jìn)行流式傳輸，速率低會(huì)限制發(fā)布媒體質(zhì)量，速率高又會(huì)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(guò)兩種途徑：

　　一是確立一個(gè)編碼框架，允許不同速率的多個(gè)流同時(shí)編碼，并合并到同一個(gè)文件中創(chuàng)建可擴(kuò)展流式文件，稱(chēng)為智能流文件;

　　二是采用一種客戶/服務(wù)器機(jī)制探測(cè)帶寬變化。當(dāng)客戶端發(fā)出請(qǐng)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(dāng)前連接條件下最優(yōu)質(zhì)的媒體質(zhì)量。智能流通過(guò)描述Internet上變化的帶寬特點(diǎn)來(lái)發(fā)送高質(zhì)量媒體，對(duì)混合連接環(huán)境的內(nèi)容授權(quán)提供了解決方法。

　　實(shí)際上，流媒體技術(shù)就是將視音頻文件經(jīng)過(guò)壓縮處理后，放在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上進(jìn)行分段的傳輸，而客戶端計(jì)算機(jī)不用將整個(gè)的視音頻文件下載到本地，便可以即時(shí)收聽(tīng)和收看。

　　結(jié)語(yǔ)：具體應(yīng)用中，視頻服務(wù)器把存儲(chǔ)在存儲(chǔ)系統(tǒng)中的視頻信息以視頻流的形式，通過(guò)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(qǐng)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(chǔ)系統(tǒng)讀入一部分視頻數(shù)據(jù)到對(duì)應(yīng)于這個(gè)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(duì)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(huì)越來(lái)越廣泛。