探討安防系統(tǒng)中的關鍵視頻技術應用

二、流媒體技術

實時視頻監(jiān)視與錄像回放是視頻監(jiān)控的兩大重要基本業(yè)務，其本質是將視頻源上的多媒體數(shù)據(jù)傳送到視頻接收端。實時視頻監(jiān)視要求完成視頻的實時傳輸，具有很強的實時性;錄像回放則類似于VOD業(yè)務，具有一定的實時性(但并非很強)，要求畫面清晰流暢，并且能完成各種播放控制操作。

我們可以將前端的攝像機看成是實時的A/V源，而將錄像文件看成是存儲的A/V文件，那么目前解決此類問題的一個很好的辦法便是運用流媒體技術。

我們知道，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)絡傳輸媒體(如音頻、視頻等)的技術總稱，其特定含義為通過網(wǎng)絡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器，用戶終端播放時只要將開始部分的內容存入其內存，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。流媒體指使用流式傳輸技術的連續(xù)時基媒體。

流式傳輸主要是為了區(qū)別于下載傳輸而提出的。傳統(tǒng)的下載轉輸方式有兩個基本條件，一是基于文件操作，二是文件要全部下載后才能使用(播放)。對于實時視頻監(jiān)視而言，不存在文件的概念，因此無法用“下載”的方式實現(xiàn)。對于錄像業(yè)務，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)如果必須等完全下載后才能播放的話，會帶來很大的時延，用戶無法忍受。所以，比較理想的方式是采用流式傳輸。

實現(xiàn)流式傳輸有順序流式傳輸(ProgressiveStreaming)和實時流式傳輸(RealtimeStreaming)兩種方法。視頻監(jiān)控業(yè)務主要采用實時流式傳輸。

網(wǎng)絡攝像機可以看成是一臺提供實時A/V源的服務器，當用戶請求進行實時監(jiān)視時，網(wǎng)絡攝像機采用實時流式傳輸方式向用戶終端傳送監(jiān)控畫面?？紤]到多個用戶同時訪問網(wǎng)絡攝像機將帶來流量瓶頸等問題，可以使用視頻服務器來進行中轉，讓視頻服務器來提供強大的負載能力。

以上只是原理性的簡要說明。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)、調度機制來保證媒體的高效傳送。在這方面，目前尚無現(xiàn)成的成熟方案，中國通信標準化組織(CCSA)正對此展開積極研究，以便為未來的視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供標準的媒體傳送機制。

三、紅外熱成像技術

人眼能夠感受到的可見光波長為0.38～0.78微米。紅外線屬于波長大于0.78微米的電磁波。自然界中，一切物體都會輻射不同波長的紅外線，因此能夠利用特制的探測設備分別檢測出監(jiān)控目標本身和背景之間的紅外線波長，從而可以得到不同的紅外圖像，這紅外圖像稱為熱圖像。

采用紅外熱成像技術，探測目標物體的紅外輻射，并通過光電轉換、信號處理等手段，將目標物體的溫度分布圖像轉換成視頻圖像的設備被稱為紅外熱成像儀。

紅外熱成像儀在視頻監(jiān)控中的應用舉例：

1.夜間及惡劣氣候條件下的目標監(jiān)控

夜晚，需可見光工作的設備已經(jīng)不能正常工作，如果采用人工照明，則容易暴露目標。若采用微光夜視設備，它同樣也工作在可見光波段，依然需要外界光照明。而紅外熱成像儀是被動接受目標自身的紅外熱輻射，無論白天黑夜均可以正常工作，并且也不會暴露自己。同樣在雨、霧等惡劣的氣候條件下，由于可見光的波長短，克服障礙的能力差，因而觀測效果差，但紅外線的波長較長，特別是工作在8～14um的熱成像儀，穿透雨、霧的能力較強，因此在夜間以及惡劣氣候條件，采用紅外熱成像監(jiān)控設備仍可以正常地對各種目標進行監(jiān)控。

2.防火監(jiān)控

由于紅外熱成像儀是反映物體表面溫度而成像的設備，因此除了夜間可以作為現(xiàn)場監(jiān)控使用外，還可以作為有效的防火報警設備。很多火災往往是由不明顯的隱火引發(fā)的。用現(xiàn)有的普通方法，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災苗頭。而應用紅外熱成像儀可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準確判定火災的地點和范圍，透過煙霧發(fā)現(xiàn)著火點，做到早知道、早預防、早撲滅。

3.偽裝及隱蔽目標的識別

偽裝是以防可見光觀測為主，犯罪分子作案時通常會隱蔽在草叢及樹林中，由于野外環(huán)境的惡劣及人的視覺錯覺，容易產(chǎn)生錯誤判斷。紅外熱成像儀是被動接受目標自身的熱輻射，人體和車輛的溫度及紅外輻射一般都遠大于草木的溫度及紅外輻射，因此不易偽裝，也不容易產(chǎn)生錯誤判斷。

四、智能視頻監(jiān)控技術

智能視頻(IV，IntelligentVideo)源自計算機視覺(CV，ComputerVision)技術。計算機視覺技術是人工智能(AI，ArtificialIntelligent)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系，從而使計算能夠通過數(shù)字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內容。

視頻監(jiān)控中所提到的智能視頻技術主要是指：“自動的分析和抽取視頻源中的關鍵信息。”如果把攝像機看作人的眼睛，而智能視頻系統(tǒng)或設備則可以看作人的大腦。

建造視頻監(jiān)控系統(tǒng)的目的，一是為了視覺上的延伸--把處于別地的畫面通過網(wǎng)絡與設備“拉近”到眼前，因此有了遠程監(jiān)控;二是為了智力上的延伸--讓系統(tǒng)自動為我們分析問題并解決問題，于是有了智能監(jiān)控。當然，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，比如：(1)人力有限，人的反應與處理速度有限，導致我們在指定的時間內能夠進行監(jiān)視的地點有限。這也就意味著各個被監(jiān)控點并非每時每刻都處于監(jiān)控當中。(2)人并非一個可以完全信賴的觀察者，無論是在觀看實時的視頻流還是在觀看錄像回放的時候，由于自身生理上的弱點，我們經(jīng)常無法察覺安全威脅，從而導致漏報現(xiàn)象的發(fā)生。

從上述分析來看，當開展大規(guī)模視頻監(jiān)控以后，智能監(jiān)控實際上已不是可有可無的裝飾品，而是系統(tǒng)所必備的一種能力。