视频监控系统在宽带无线新媒体网络中的应用

　　【摘要】视频监控系统的发展经历了模拟监控系统和数字监控系统，目前应用的比较多的是以网络视频服务器为代表的第三代网络视频监控系统。本文结合目前宽带无线新媒体网络的发展，提出了一种视频监控系统与宽带无线新媒体网络结合的解决方案。

　　【关键词】视频监控 无线宽带网络

　　一．引言

　　随着生活水平的提高，人们的安全防范意识也越来越强，视频监控系统也进入了一个快速发展时期。最早的视频监控是被一些特殊部门所使用，考虑到安全、保险性等问题，监控网络是走专网的形式。视频资源也只能是被一些政府机关和特殊部门所使用。而现在，除了原有专网之外，基于运营商现有宽带互联网的视频监控已逐步发展起来，中国电信的“全球眼”就是最好的一个例子。在这种形势下，随着通信技术的不断发展，普通家庭和大众对视频监控的需求也大大增加了，比如在办公室可以随时随地看到家里的孩子和老人的情况，这是很多人都需要的。

　　近几年宽带无线技术领域不断推陈出新，随着各种技术的演进以及无线网络的部署，WiMAX、Wi-Fi、UWB等技术不断发展，也为我们的应用提供了前提。以Web2.0为代表的新媒体在宽带无线网络上的应用也越来越多，我们提出了一种应用于宽带无线新媒体网络中的视频监控系统，使之能与博客等交互应用无缝结合起来。

　　本方案将要实现用户使用移动终端设备接入网络后，能实时查看监控端的画面。

　　二．系统结构方案

　　1.系统结构概述

　　系统主要由三个部分组成：Server端，移动终端和监控端。在监控端，用户可以使用一台PC连接普通摄像头或者IP摄像头，同时需要在PC上安装S-DVS(软件实现的视频服务器)和监控端软件。在移动终端，用户可以使用笔记本电脑、手机、PDA等移动终端设备，访问服务器端所在网址，登录，然后查看监控端的实时画面。

　　（1）Server端

　　Server端将提供P2P连接索引和中继服务，同时它也是一个安全认证中心，具有一些辅助服务功能，比如业务接入与控制等。

　　（2）移动终端

　　移动终端将提供画面的实时播放，同时为服务器提供P2P元数据。

　　（3）监控端

　　监控端将进行视频采集，视频压缩（对USBCAM），RTP/RTCP和HTTP打包，为服务器提供P2P元数据，同时作为一个本地监控中心，能提供系统设置如用户界面、网络参数、图像参数等设置，命令交互如实时播放，网络回放，手动录像等以及时间查询如定时录像事件、动态监测时间、外报警时间等功能。

　　2.S-DVS介绍

　　S-DVS(Soft Digital Video Server)是一个视频服务器，它没有采用硬件压缩的方式，而是使用的软压缩的方式。该软件由视频采集、压缩、打包，存储等模块组成。它的功能有以下几点：

　　（1）经过视频采集模块得到的视频信号，不能直接用来传输，因为采集得到的视频数据量很大，还有网速带宽的限制，使得视频数据传输缓慢，延时加大，大大影响了实时效果，因此软件会对视频信号进行压缩处理。

　　（2）软件需要将压缩后的码流经过RTP打包，按照RTP数据传输协议的报文格式进行装载。

　　（3）软件会经过监控端统一配置为服务器提供P2P传输所需的元数据。

　　3.相关技术

　　（1）Windows图像显示优化技术(Direct X)

　　Direct X是一种应用程序接口（API），它可让以Windows为平台的多媒体程序提供更高的执行效率，加强3D图形和声音效果，并提供设计人员一个共同的硬件驱动标准，也降低用户安装及设置硬件的复杂度。Direct Show是微软公司在Active Movie和Video for Windows的基础上推出的新一代基于COM的流媒体处理的开发包，与Direct X开发包一起发布。Direct Show为多媒体流的捕捉和回放提供了强有力的支持。运用Direct Show，我们可以很方便地从支持WDM驱动模型的采集卡上捕获数据，并且进行相应的后期处理乃至存储到文件中。它广泛地支持各种媒体格式，包括Asf、Mpeg、Avi、Dv、Mp3、Wave等等，使得多媒体数据的回放变得轻而易举。另外，Direct Show还集成了Direct X其它部分（比如Direct Draw、Direct Sound）的技术。

　　（2）流媒体技术

　　流媒体技术是能够使音频和视频形成稳定和连续的传输流和回放流的一系列技术、方法和协议的总称。其在数据传输的过程中使用的是流的方式，它可以分为顺序流和实时流。流媒体指的是在网络中使用流技术传输的连续时基媒体，其特点是在播放前不需要下载整个文件，而是采用边下载边播放的方式，它是视频监控、视频会议、IP电话等应用场合的技术基础。与单纯的下载方式相比，这种对多媒体文件边下载边播放的流式传输方式，不仅使启动延时大幅度地缩短，而且对系统缓存容量的需求也大大降低。

　　（3）J2ME技术

　　J2ME是JAVA2平台微型版，它的大小只有几百KB，能够满足各种应用的需要，适应GSM、CDMA和GPRS等多种网络环境。随着人们通信要求的不断提高，以及通信设备处理的信息量不断增加的需求，J2ME技术的引进扩大JAVA技术的使用范围，将JAVA引入了手机等移动终端领域。这种多功能的JAVA应用程序开发平台，可以让用户使用移动设备象使用桌面电脑一样方便地进行Internet的各种应用，利用J2ME增强技术，我们可实现操作平台从PC机向移动终端平台的转移。

　　（4）P2P技术

　　P2P是一种基于互联网环境的技术。对于互联网上众多计算机，P2P应用比其他应用要更多考虑那些低端PC的互联，它们不具备服务器那样强的联网能力，同时对于以往的P2P应用技术，现在的硬件环境已经更为复杂，这样在通信基础方面，P2P必须提供在现有硬件逻辑和底层通信协议上的端到端定位（寻址）和握手技术，建立稳定的连接。涉及的技术有IP地址解析、NAT路由及防火墙。

　　四．结束语

　　本文提出了一个应用于宽带无线新媒体网络的视频监控系统，它基于最为广泛使用的TCP/IP协议，通过音视频压缩实现本地压缩和存储，通过P2P进行点对点的传输，使用户能使用移动终端实时地查看监控端。在实际运用中，由于网络带宽的问题现在依然存在，在这种情况下，只有采取更为有效的编码方式，才能有效地减小视频流。

　　参考文献

　　[1]何小阳，计算机监控原理及技术，重庆大学出版社，2003

　　[2]张小玮，J2ME无线平台应用开发，清华大学出版社，2004

　　[3]陆其明，Directshow开发指南，清华大学出版社，2003

　　[4]E.G.Richardson，H.264和MPEG-4视频压缩：新一代多媒体的视频编码技术，国防科技大学出版社，2004

　　文/许德仲 辽宁广播电视台