流媒体服务器还可采用负载均衡技术以实现大规模的视频转发。负载均衡器负责控制用户访问请求,可以将并发压力均衡地分配到不同的流媒体服务器上,平衡网络流量。
在大规模联网监控系统中采用流媒体服务器作为转发节点,由负载均衡器控制网络流量,使视频数据分层汇聚,从而构建组播模式的树状网络架构。这种流媒体分发技术可解决网络拥塞问题,并极大地提高系统效率。
·统一视频转码的接入网关技术
由于通过异构网络接入的各种视频前端设备编码格式、压缩比、压缩质量以及传输协议不一,造成城市安防系统需要整合大量的异构视频资源,引起设备兼容的问题。为了解决这个问题,需要采用视频转码网关对非标准的视频流进行转码处理,统一视频压缩格式及传输模式。
视频转码技术主要是对压缩的视频码流进行端到端的处理,使得转码后的压缩码流更能适应传输信道带宽以及接收端的要求。比如预先把压缩的视频比特流的码率降低,可不用在解码端加上额外的操作实现数据接收;或者压缩的固定比特率视频流可根据网络带宽动态调整码率等。其基本原则是在环境和处理能力受限的情况下,在码流转换的质量和复杂性之间取得最佳折衷,实现异构网络间的视频自由交换。实现的关键是对压缩视频码流中的压缩数据进行复用,避免重新编码中的复杂运算。转码可采用的技术主要包括码率转换,分辨率转换,帧率转换等。
转码网关同时也能够对接入设备的控制命令和传输协议进行统一转换,如矩阵切换和云台控制等命令,使用户可以透明地操作前端设备。目前由于视频编码转码计算复杂度较高,系统内还不能统一所有的视频信息,采用标准化通信协议使客户端能够通过插件实现对不同视频压缩协议的支持,所以可以在不改动流媒体服务器和传输方式的情况下,实现系统向后兼容。
在公安领域中数字视频监控系统中应用到的关键技术
·面向安防监控的高效视频编码技术
为了满足安防视频监控业务各种特殊要求,面向安防监控业务的视频编码应具有容错性、可伸缩性、智能化的特性。
1) 容错性。监控业务中的视频传输必须实时、可靠。因此视频编码器必须具备抗误码能力,使压缩视频流在传输过程中对信道误码敏感,即使单个突发性错误也可能严重干扰接收端的正常解码,造成恢复视频质量的急剧下降。这种技术能够将发生错误的视频恢复到初始视频流或接近初始视频流的质量,保证监控视频传输的服务质量。
2) 可伸缩性。由于监控业务中应用需求的多样化和网络传输的异构特性,要求面向安防监控的视频编码需要具有时域和空域上的伸缩性,以适应不同的应用环境。可伸缩性视频编码是一种具有动态可调整性码率的编码技术,即视频数据只压缩一次,却能以多个帧率、空间分辨率或视频质量进行解码,从而可支持多种类型用户的各种不同应用要求。
3) 智能化。针对公安业务的需求,要求能够实现人脸识别、车牌识别等智能化视频业务。面向安防监控业务的视频编码可以在压缩过程中增加场景变化的实时监控检测以及为入侵报警功能提供接口,使编码器具有移动侦测,智能报警的能力。
·异构网络下视频自适应网络传输机制
视频流媒体的实时性、连续性、平滑性等特性,要求监控视频在网络传输过程中必须有自适应能力。基于传输速率调节和基于动态多码率调节机制均能灵活适应安防联网监控系统中多种异构网络带宽要求。
·网络的海量存储技术
基于网络的海量存储技术是以节点之间的备份为基础,可以在多重节点上进行内容管理与储存;也可以在存储环境上的多重节点进行资料转移与传输。正因为这样,它可以将网络连接存储(NAS)、存储局域网(SAN)等多种不同的技术、不同的管理工具、不同的存储应用融合在一起。网格存储使存储简单化,兼容不同的网络协议,支持不同的系统平台,在各个分布系统上运行而且同步。这种技术使安防系统的大规模视频网络化存储成为可能。
·计算机的智能报警监控技术
公安数字监控系统向着管理智能化的方向发展,需要更加灵活、智能的报警系统。可研究基于计算机环境的报警监控技术,通过上下文感知的交互模型、智能服务发现和管理技术、无线传感技术实现物理层和信息层的对象互相关联,构成人机合一的融合空间。这些技术可以使用户能够随时感知环境的变化,基于无处不在的监控系统透明地获得视频,报警和其它相关信息。