安防：流媒体技术在视频监控中的应用

    流媒体是指在Internet上以数据流的方式实时发布音频、视频多媒体内容的媒体，而流媒体技术则是在IP网络上发布多媒体数据流的技术。它改变了传统互联网的呆板形象，丰富了互联网的功能，成为一种有强大吸引力的新媒体。它广泛用于新闻出版、证券、娱乐、电子商务、远程培训、视频会议、远程教育、远程医疗等互联网信息服务等方面，将为网络信息交流带来革命性的变化。本文介绍流媒体技术的含义与特点、工作原理与系统组成、传输方式与主流格式，以及它在网络视频监控系统中的应用等。

　　大家知道，因特网(Internet)作为一种新的媒体和信息传播方式，目前已逐步深入到全世界的每一个角落。它同广播电视、报纸、杂志等传统媒体一样，正逐步成为信息的重要来源之一。而电视媒体与平面媒体在因特网上发布的内容有本质的不同，因为平面媒体多以文字传播为主要方式，其媒体信息很容易转换成因特网上的发布内容;电视媒体强调的是人们视觉上的效果，但由于视频信息存储量巨大，使得在因特网上实现视频播放存在一定的难度。

　　利用因特网的传播技术优势来实现广播电视与因特网的强势联合、优势互补，是因特网时代广播电视参与网络并赢得发展机遇的关键。随着宽带技术的普遍应用、解压缩技术的不断提高，网上已可能进行视频播放。虽然目前网上的视频播放的效果，画面大小还不如人意，但与几年前相比已有了长足的进步。而自动根据网络的速度传输相应图像的流媒体技术的普及应用，更使视频播放时通时断的问题得以根除，该技术的发展和推广，给电视台大举进军互联网提供了条件，同时也能使网络视频监控的质量得以改善。

　　流媒体是从英语StreamingMedia中翻译过来的名称，指的是在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续实时媒体。它实际上就是一种流式媒体，实现的是将传统媒体网络化，并通过网上点播的形式播放给浏览者。所谓流媒体技术，就是一种可以使音频、视频和其他多媒体能在Internet及Intranet上以实时的、无须下载等待的方式进行播放的技术。说得简单一点，流媒体就是利用互联网来传递并能被用户一边下载一边观看的活动媒体信息。一般来说，流媒体技术有三个要素，即编码器(编码技术)、播放器(播放支持)和流服务器，三者缺一不可，而仅仅具有其中一到两个要素是不能被称为流媒体技术的。

　　显然，流媒体实现的关键技术就是流式传输。流式传输方式是将动画、视音频等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送。这种流式传输技术，即使在网络非常拥挤或很差的拨号连接条件下，也能提供清晰的不中断的声音与影像给观众，从而能使窄带互联网传输多媒体视音频内容。

　　传统的网络传输音视频等多媒体信息的方式是完全下载后再播放，而音视频文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大，同时由于网络带宽的限制，下载常常要花数十分钟甚至数小时，所以这种处理方法延迟也很大。而采用流媒体技术，就可实现流式传输，将声音、影像或动画由服务器向用户计算机进行连续地不间断地传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十几秒的启动延时即可进行观看。当声音与视频等在用户的机器上播放时，文件的剩余部分还会从服务器内继续下载，即流媒体可以实现边下载边观看。因此，流媒体技术不仅使启动延时成十倍、百倍的缩短，而且不需要太大的缓存容量，从而使互联网传输音视频难的局面得到改善。

　　总之，流媒体是指在Internet上以数据流的方式实时发布音频、视频多媒体内容的媒体，而流媒体技术则是在IP网络上发布多媒体数据流的技术。它改变了传统互联网的呆板形象，丰富了互联网的功能，成为一种有强大吸引力的新媒体。它广泛用于新闻出版、证券、娱乐、电子商务、远程培训、视频会议、视频监控、远程教育、远程医疗等互联网信息服务等方面，将为网络信息交流带来革命性的变化。

　　本文介绍流媒体技术的含义与特点、工作原理与系统组成、传输方式与主流格式，以及它在网络视频监控系统中的应用等。

　　由于流媒体技术在一定程度上突破了网络带宽对多媒体信息传输的限制，因此被广泛应用于远程教育、远程医疗、新闻发布、网络广告、电子商务、视频点播、视频会议、视频监控等多种领域，并将为网络信息交流带来革命性变化。

　　我国的863高科技研究计划“高性能信息示范网络3 Tnet”中，明确提出要从宽带流媒体等典型业务入手，建立一个能适应InternetTV等媒体流实时传输的高性能、广域(城域)宽带演示验证网络3Tnet。除了宽带网络外，流媒体技术还可以广泛地应用于其他网络，如无线流媒体传输是3G网络的主要应用之一。在NGN网络中，流媒体也扮演重要的角色。

　　由于流媒体技术与网络息息相关，因此所应用的视频监控应是数字化网络化的视频监控，这种监控系统，由视频采集的摄像机、视频传输的网络、以及监控中心等部分组成。它以数字视频处理技术为核心，结合网络技术、流媒体技术、多媒体技术，彻底克服了模拟监控缺点，充分发挥了网络化数字视频监控的优点。并且，集视频切换、智能控制、远程传输、布防报警等功能于一身，并支持多种有线、无线传输介质。

　　由于用户接入互联网的速率千差万别，流媒体若以固定速率进行流式传输，速率低会限制发布媒体质量，速率高又会限制连接人数。通常，采用智能流技术解决带宽协调，具体通过两种途径：

　　一是确立一个编码框架，允许不同速率的多个流同时编码，并合并到同一个文件中创建可扩展流式文件，称为智能流文件;

　　二是采用一种客户/服务器机制探测带宽变化。当客户端发出请求，其带宽容量将传给服务器，媒体服务器再根据客户带宽将智能流文件的相应部分传送给用户，因而用户可以获得当前连接条件下最优质的媒体质量。智能流通过描述Internet上变化的带宽特点来发送高质量媒体，对混合连接环境的内容授权提供了解决方法。

　　实际上，流媒体技术就是将视音频文件经过压缩处理后，放在网络服务器上进行分段的传输，而客户端计算机不用将整个的视音频文件下载到本地，便可以即时收听和收看。

　　由于采用流媒体技术，其信号传输具有实时性(即视频信号能实时处理，如实时压缩、解压缩，实时传输等)、同步性(虽视频信号具有分布性，但用户终端显示时须同步)、分布性(因现场采集的图像，传输、接收、显示的主机位于不同地点，最后通过网络相连)等特点。

　　视频传输依赖的通信网络包括LAN、WAN、ISDN、DDN、ATM、PSTN等，由于每种网络传输控制及通信协议均不同，因而适合远程监控的数字视频传输要求标准也不同。但目前，TCP/IP协议作为事实上的标准，已广泛用于各种网络。要通过网络传输数字视频，自然也需遵守该协议。但需指出的是，该协议最初是为非实时数据业务制定的，其实时传输能力较差。

　　显然，将流媒体技术应用于远程网络视频监控是安防监控领域的巨大突破，因为它能有效地克服其他传输方式存在的局限性。其显著优点主要表现为：

　　①流媒体技术可实现在低带宽环境下，提供高质量的音频、视频;

　　②智能流技术可保证不同连接速率下的用户，得到相应质量的媒体播放效果;

　　③流媒体多址广播技术可显著减少服务器负荷，同时能最大限度地节约带宽。

　　具体应用中，视频服务器把存储在存储系统中的视频信息以视频流的形式，通过网络接口发送给相应的客户，并响应客户的交互请求，保证视频流的连续输出。

　　在视频服务器响应客户的视频流后，从存储系统读入一部分视频数据到对应于这个视频流的特定的缓存中，然后再将此缓存中的内容送入网络接口，发送到客户。

　　目前，随着流媒体日趋丰富、用户对流媒体需求的增加，特别是流媒体技术的完善，其在视频监控等的应用中将会越来越广泛。

　　由上看出，由于流媒体技术在一定程度上突破了网络带宽对多媒体信息传输的限制，因此其应用非常广泛。尤其将流媒体技术应用于远程网络视频监控是安防监控领域的巨大突破，其优越性特别对窄带网络视频监控尤为显著。目前，开发流媒体新技术、新应用已成必然。随着流式媒体日趋丰富、用户对流媒体需求的增加、再加上流媒体技术的日趋完善，其应用市场必将更加广阔。