網(wǎng)絡(luò)視頻的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)研究

任澤彬 歐雙慶 李成武

（新疆和靜69225部隊(duì) 新疆 841300）

0 引言

上個(gè)世紀(jì)80年代，視頻監(jiān)控系統(tǒng)正式投入使用，模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)用在政府、公安等機(jī)關(guān)單位，作用集中表現(xiàn)在偵察、取證、數(shù)據(jù)處理等。進(jìn)入90年代，以PC為主的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)完成，該平臺(tái)不僅拓展了監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用范圍，也為數(shù)字化設(shè)備在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了必要的保障。信號(hào)形式的變化也最大限度的拓寬了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，以網(wǎng)絡(luò)為主，信號(hào)處理系統(tǒng)為輔的監(jiān)控體系不僅其圖像、視頻處理技術(shù)提高了，其數(shù)據(jù)運(yùn)輸速度也大大提升了。

1 網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有高度集成化和智能化，資源越多，監(jiān)控系統(tǒng)采用的應(yīng)用架構(gòu)越復(fù)雜。影響網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)的元素有很多，如：系統(tǒng)縮放功能、各功能模塊配置、異構(gòu)設(shè)備互聯(lián)情況、硬盤儲(chǔ)存等，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備的元素不同，其應(yīng)用架構(gòu)結(jié)構(gòu)也各不相同。

1.1.1 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)

這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在家庭、辦公場(chǎng)所的應(yīng)用次數(shù)最多，通常采用單孔攝像頭。嵌入式系統(tǒng)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一大亮點(diǎn)，以應(yīng)用為中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和攝像頭相連，并將視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮、儲(chǔ)存、傳輸，在傳輸過程中還可以通過權(quán)限設(shè)置判斷其是否支持網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)瀏覽。

1.1.2 中間服務(wù)器

監(jiān)控系統(tǒng)可以通過中間服務(wù)器確定服務(wù)類型，并提供必要的分析依據(jù)，這種監(jiān)控系統(tǒng)在操作流程上更為嚴(yán)謹(jǐn)，其數(shù)據(jù)傳輸效率和質(zhì)量都很高。中間服務(wù)器在為系統(tǒng)提供監(jiān)控服務(wù)時(shí)會(huì)主動(dòng)將各階段視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，通過目標(biāo)檢測(cè)和訪問請(qǐng)求信息將不同數(shù)據(jù)信息分發(fā)到各網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。

1.1.3 分布式系統(tǒng)

分布式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是綜合應(yīng)用性能非常好的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)管理，網(wǎng)絡(luò)信息傳輸速度的增長(zhǎng)，推動(dòng)了遠(yuǎn)距離信息傳輸?shù)陌l(fā)展。分布式監(jiān)控系統(tǒng)可以跨區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送，并且還能將文件進(jìn)行分級(jí)部署，管理者按照需求來判定傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間范圍和區(qū)域范圍。在IP網(wǎng)絡(luò)上建立的分布式監(jiān)控系統(tǒng)能支持多種數(shù)據(jù)傳輸方式，可將文字、音頻、視頻等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理，并將重要信息進(jìn)行擴(kuò)容處理，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性和使用性。模塊功能化的管理模式會(huì)將多余數(shù)據(jù)和重要數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)管理，依照用戶的需求處理數(shù)據(jù)會(huì)增加系統(tǒng)信息處理的針對(duì)性和高效性。

1.2 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)工作模式

1.2.1 C/S模式

C/S系統(tǒng)模式在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍很窄，網(wǎng)絡(luò)客戶端在接收到用戶訪問請(qǐng)求信息之后，會(huì)隨即向系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)出通信請(qǐng)求，并將訪問請(qǐng)求結(jié)果通過顯示器傳送給用戶。雖然這種工作模式的運(yùn)行結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定，但是其升級(jí)維護(hù)卻非常困難，如果在跨區(qū)域、時(shí)間的監(jiān)控平臺(tái)中應(yīng)用，其多畫面監(jiān)控、移動(dòng)設(shè)備接入都會(huì)存在一定的危險(xiǎn)性。

1.2.2 B/S模式

相較于C/S工作模式，B/S的使用范圍和工作效率更廣、更高，可以從多角度傳輸信息、處理信息。用戶可以將請(qǐng)求信息傳送到網(wǎng)絡(luò)客戶端的中間層，中間層會(huì)利用信息處理技術(shù)和識(shí)別技術(shù)。在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)下，B/S可以有效降低客戶端結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，將所有數(shù)據(jù)集中在一層完成，這種操作形式對(duì)服務(wù)器的更新、保護(hù)、拓展都有很大幫助。

2 網(wǎng)絡(luò)視頻的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)研究

2.1 視頻服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)

在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中嵌入式設(shè)備是最重要的視頻服務(wù)單元，要想構(gòu)建相對(duì)穩(wěn)定的監(jiān)控平臺(tái)必須建立拓展空間很大的監(jiān)控系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻數(shù)據(jù)的有效壓縮。后臺(tái)程序和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器對(duì)用戶數(shù)據(jù)傳輸和控制的影響作用最大，所以系統(tǒng)應(yīng)提供相應(yīng)的編碼服務(wù)，利用反饋模塊增加對(duì)數(shù)據(jù)的控制功能。

2.2 動(dòng)態(tài)域名解析服務(wù)的實(shí)現(xiàn)

監(jiān)控系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)用戶的訪問請(qǐng)求進(jìn)行翻譯，在這個(gè)翻譯過程中動(dòng)態(tài)域名和IP地址是綁定的。目前，由于IP地址資源匱乏，所以很多監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備都無法通過固定的IP地址實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分配。動(dòng)態(tài)域名解析可以最大限度的穩(wěn)定監(jiān)控系統(tǒng)的域名和IP地址，使用戶可以順利的從網(wǎng)絡(luò)客戶端和服務(wù)器中找到解析工具，同時(shí)通過申請(qǐng)解析服務(wù)，得到信息。

2.3 本地?cái)?shù)據(jù)儲(chǔ)存與管理實(shí)現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)管理中的關(guān)鍵部分，數(shù)據(jù)庫是儲(chǔ)存視頻信息的客戶端，所以要想保證數(shù)據(jù)庫處在最佳運(yùn)行狀態(tài)，必須實(shí)時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)庫的組成結(jié)構(gòu)，定期刪減或壓縮多余信息。將數(shù)據(jù)按照時(shí)間順序進(jìn)行編號(hào)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)本地內(nèi)存空間，對(duì)最早儲(chǔ)存的信息進(jìn)行定期清理，為新數(shù)據(jù)爭(zhēng)取更大的儲(chǔ)存空間。本地?cái)?shù)據(jù)儲(chǔ)存和管理不僅優(yōu)化了監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，還提高了整個(gè)監(jiān)控平臺(tái)的整體性，有效的節(jié)省了視頻信息的儲(chǔ)存空間，更有利于日后對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)。

3 結(jié)語

本文通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入研究可知，應(yīng)用場(chǎng)合和性能要求是影響系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的兩點(diǎn)重要因素，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)應(yīng)以視頻服務(wù)器在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的信息傳輸情況為基礎(chǔ)，增設(shè)一些具有靈活性、伸縮性、拓展性的嵌入式設(shè)備。同時(shí)還用從用戶使用角度出發(fā)，提高系統(tǒng)各功能模塊的應(yīng)用價(jià)值，建立QOE質(zhì)量模型，并根據(jù)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)的工作情況進(jìn)行擁塞控制。

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