流媒体技术在视频监控中的应用

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 ...关键字：流媒体技术视频监控流媒体是指在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。

一、引言大家知道，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。

二、流媒体技术原理与系统组成1.流媒体技术原理流媒体是指在数据网络上按时间先后次序传输和播放的连续音/视频数据流。

以前人们在网络上观看电影或收听音乐时，必须先将整个影音文件下载并存储在本地计算机上，然后才可以观看。

与传统的播放方式不同，流媒体在播放前并不下载整个文件，只将部分内容缓存，使流媒体数据流边传送边播放，这样就节省了下载等待时间和存储空间。

流媒体数据流具有连续性、实时性、时序性三个特点，即其数据流具有严格的前后时序关系。

流式传输的实现需要缓存。

因为Internet以包传输为基础进行断续的异步传输，对一个实时A/V源或存储的A/V文件，在传输中它们要被分解为许多包，由于网络是动态变化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时间延迟也就不等，甚至先发的数据包还有可能后到。

为此，使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能连续输出，而不会因为网络暂时拥塞，使播放出现停顿。

通常，高速缓存所需容量并不大，因为高速缓存使用环形链表结构来存储数据。

通过丢弃已经播放的内容，流媒体可以重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。

流式传输的过程一般是这样的：终端用户选择某一流媒体服务后，Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来，然后客户机上的Web浏览器启动A/VHelper程序，使用HTTP 从Web服务器检索相关参数并对Helper程序初始化。

这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址等。

A/Vhelper程序及A/V服务器运行实时流控制协议RTSP，实现A/V传输所需控制信息的交换；与CD播放机或VCRs所提供的功能相似，RTSP提供了操纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。

A/V服务器使用RTP/UDP协议，将A/V数据传输给A/V客户程序，一旦A/V 数据抵达用户终端，A/V客户程序即可播放输出。

需要说明的是，在流式传输中，使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与A/V服务器建立联系，是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同于运行A/VHelper程序所在客户机的目的地址。

实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器，其基本原理如图所示。

2.流媒体系统的组成通常，组成一个完整的流媒体系统包括以下5个部分：①一种用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体格式的编码工具；②流媒体数据；③一个存放和控制流媒体数据的服务器；④要有适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络；⑤供客户端浏览流媒体文件的播放器。

这5个部分有些是网站需要的，有些是客户端需要的。

值得指出的是，不同的流媒体标准和不同公司的解决方案，可能会在某些方面有所不同。

具体的系统可以由带视音频硬件接口的计算机和运行其上的软件共同完成，可分为：①媒体服务器硬件平台硬件平台的多媒体服务器，通过网络把存储系统中的信息以流媒体形式传输给相应用户，并响应客户交互请求，保证流媒体连续输出。

尤其视频流具有同步性要求，即须以恒定速率播放，否则引起画面抖动；同时，视频流包含的多种信号亦须保持同步，如画面配音必须和口型相一致等。

此外，由于视频信号数据量极大，以及信号存放方式等均直接影响服务器的交互服务。

因此，多媒体服务器的系统资源，如存储I/O带宽、网络带宽、内存大小、CPU主频等，均要适应传输相应媒体的各种要求。

②媒体服务器软件平台媒体服务器的软件平台，包括媒体内容制作，发行与管理模块，用户管理模块，相应服务器等。

媒体内容制作涉及信息采集、处理、传输；发行模块负责将节目提交到网页，或将视频流地址邮寄给用户；内容管理主要完成视频存储、查寻；用户管理包括用户登记、授权；相应服务器将内容通过点播、直播方式播放。

三、流媒体三种主流格式及相关协议1.流媒体三种主流格式在运用流媒体技术时，音视频文件要采用相应的格式，不同格式的文件需要用不同的播放器软件来播放，所谓“一把钥匙开一把锁”。

到目前为止，因特网上使用较多的流媒体格式主要有三种：它们是Real Networks公司的Real Media；微软公司的Windows Media；苹果公司的Quick Time。

①Real MediaReal Networks公司在20世纪90年代中期首先推出了流媒体技术，目前在市场上处于主动地位，并拥有最多的用户数量。

在编码方面主要技术是Real Media Codec 8。

由于Real Media发展的时间比较长，因此具有很多先进的设计，如Scalable Video Technology可伸缩视频技术，能根据用户电脑速度和连接质量而自动调整媒体的播放质素。

Two-Pass Encoding两次编码技术可通过对媒体内容进行预扫描，再根据扫描的结果来编码从而提高编码质量。

特别是Sure Stream自适应流技术，可通过一个编码流提供自动适合不同带宽用户的流播放。

RealMedia音频部分采用的是Real Audio，该编码在低带宽环境下的传输性能非常突出。

Real Media通过基于SMIL并结合自己的Real Pix和Real Text技术，来达到一定的交互能力和媒体控制能力，但相比Quick Time还有一段距离。

Real Media包括Real Audio、Real Video和RealFlash三类文件：Real Audio 用来传输CD音质的音频数据，Real Video用来传输连续视频数据，而Real Flash 则是Real Networks公司与Macromedia公司新近联合推出的一种高压缩比的动画格式。

这类文件的后缀是.rm，文件对应的播放器是“Real Player”。

作为最早的因特网流式技术，在视音频方面RealMedia已事实上成为网络视音频播放的标准。

Real Networks公司的Real System由三部分组成：Real Server（服务器端广播软件）Real Encoder或Real Producer（服务器端编码压缩软件）Real Player（客户端播放软件）。

为支持一台视频服务器对多台服务器的并发连接，Real Networks公司推出了一种复播技术，使其能够在网络上以树型结构复制服务器，使网络响应不受影响，从Real SystemG2系统开始，使用了流（Sure Stream）技术，对一个已安装了Sure Stream的视频服务器，服务器端会自动侦测该客户端的Real Player 的连接速度，根据客户端不同的拨号速率和带宽，让音频和视频数据流根据相应的带宽，传输不同压缩比率的图像，使其始终以流畅的方式播放。