探究廣電技術(shù)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換及應(yīng)用

摘 要：視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為人類視覺功能的延伸，在許多應(yīng)用中發(fā)揮著越來越重要的作用，有著十分重要的價值。近年來，隨著電子信息技術(shù)特別是計算機視覺與多媒體技術(shù)、通信技術(shù)的興起與發(fā)展，視頻監(jiān)控領(lǐng)域的研究取得了許多重大突破，視頻信息的智能分析與處理、視頻信息的壓縮與傳輸是最活躍的兩個方面，其中值得研究的問題是開放和無止境的。視頻監(jiān)控設(shè)備以及管理系統(tǒng)在參考系數(shù)與應(yīng)用和功能這一方面的進步，其在一定程度上也增加了與廣電領(lǐng)域的交集。

關(guān)鍵詞：廣電技術(shù)在；視頻監(jiān)控系統(tǒng)；轉(zhuǎn)換；應(yīng)用分析

人類通過眼、耳、鼻、舌、身等器官感知客觀世界，統(tǒng)計資料和相關(guān)研究表明，通過各感官獲取的各種信息中，視覺信息占80%以上，是人類最主要的信息來源。利用人類視覺系統(tǒng)獲取的視覺信息具有準確、直觀、具體、生動、高效、廣泛存在、容量大等優(yōu)點。視頻監(jiān)控系統(tǒng)就是提供實時監(jiān)視的手段，并對被監(jiān)視的畫面進行錄像存儲和事后回放。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展和各種智能處理技術(shù)的興起，視頻監(jiān)控進入了全新的時代。

信息技術(shù)高度發(fā)展的今天，多元化、復合化、智能化等成為大勢所趨，各行各業(yè)，莫不如是。在視訊領(lǐng)域，隨著網(wǎng)絡(luò)、視頻、監(jiān)控、指揮等各個系統(tǒng)的有機融合，我國的視訊行業(yè)也呈現(xiàn)出了嶄新的發(fā)展面貌。廣電領(lǐng)域通過多年的發(fā)展，高清制播、圖像智能化分析和全臺網(wǎng)絡(luò)化等技術(shù)已非常成熟，在各個電視臺中已經(jīng)普遍應(yīng)用。隨著IP高清監(jiān)控逐漸成為安防的發(fā)展趨勢，越來越多的監(jiān)控設(shè)備和管理系統(tǒng)在參考系數(shù)以及應(yīng)用和功能等方面，與廣電領(lǐng)域產(chǎn)生了更多的交集。安防技術(shù)的總體趨勢是朝著高清化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向大步邁進。廣電領(lǐng)域ASMF系統(tǒng)技術(shù)、智能轉(zhuǎn)場識別技術(shù)、MSB技術(shù)在安防行業(yè)得到的廣泛應(yīng)用。

1 ASMF系統(tǒng)技術(shù)

當前我國“高清”概念相關(guān)標準是由廣播電視業(yè)提出的：720P；1080I；1080P，畫面所定義的寬高比為16∶9。720P即是1280×720分辨率，1080i與1080P是1920×1080分辨率，后綴“i”和“p”分別表示隔行掃描與逐行掃描。其中，1080P是最高等級的高清視頻清晰度標準。對于快速移動目標的圖像采集，相比隔行掃描，逐行掃描可以獲得更好的動態(tài)圖像，隔行掃描將會產(chǎn)生圖像晃動現(xiàn)象。高清視頻編碼最常用的編碼格式是MPEG-2、MPEG-4、H.264和VC-1這四種算法。H.264相對于MPEG-2、MPEG-4而言，其壓縮效率是三種編碼中最高的。MPEG系列的壓縮標準其數(shù)據(jù)流主要包含I、P、B幀，以這三種元素來共同構(gòu)成圖像的一個單元。其中只有I幀屬于全幀，B、P則屬于預測幀，因此在對數(shù)據(jù)流進行播放的過程中，如果直接切換碼流，則需要先等到I幀中，采取這種方式需要時間延遲，而延遲的具體時間則受圖像組長度的影響。高清也代表著高碼率，在保證符合高安全性、高實時性以及高性能要求基礎(chǔ)之上實現(xiàn)高碼率的數(shù)據(jù)存儲需要先從文件格式入手。通常情況下MXF能夠共同處理與打包多條軌道之上的音視頻與數(shù)據(jù)庫的文件，其能夠被設(shè)計成為在支持流媒體進行傳輸?shù)幕A(chǔ)之上同時支持文件方面的傳輸。在專業(yè)的廣播電視環(huán)境之中，MXF還能夠被廣泛地使用。因此我們要根據(jù)安防監(jiān)控以及高清碼流相關(guān)數(shù)據(jù)的具體特點，來構(gòu)建一個專門的用在高清圖像進行儲存的格式，我們都稱其為高級的媒體文件系統(tǒng)，可以將其縮寫成為ASMF。 文件由文件頭、文件體和文件尾組成。文件頭作為文件的開始包含了該文件視音頻軌道數(shù)、時間長度等基本結(jié)構(gòu)信息，文件體用來存放視音頻數(shù)據(jù)和對應(yīng)的索引等信息，文件尾作為文件結(jié)束點，用來包含最終的媒體和元數(shù)據(jù)信息，同時可以利用其中的關(guān)閉與否的標記，來決定更新信息是否可用。ASMF完全獨立于操作系統(tǒng)，直接對磁盤進行讀寫操作，具有極高的I/O讀寫性能，全面滿足高清系統(tǒng)讀寫要求。通過智能磁盤I/O調(diào)度算法，可有效避免磁盤讀寫“沖突”。分散式實時備份的ASMF RAID能夠提供大于RAID0+1的數(shù)據(jù)安全性，確保磁盤意外損壞的情況下讓數(shù)據(jù)不受到影響。

同時，ASMF文件支持通道、多個不同時間片斷視音頻數(shù)據(jù)的聚合保存。使得各個音視頻片斷之間建立關(guān)聯(lián)，更加富有邏輯性。比如我們可以把一個案件相關(guān)的幾個攝像頭錄制的場景，幾個涉案人物對應(yīng)的片段都存放在同一個文件中，與之相關(guān)的事件信息，場景描述信息，關(guān)鍵段落信息等元數(shù)據(jù)（Meta Data）作為輔助和描述信息也保存在ASMF文件中，從而使資料使用過程中具有更好的訪問性能和更方便高效的提取和操作。ASMF文件格式支持內(nèi)容的高效訪問和快速“幀精確”定位。支持多 層、分布、金字塔式的超級索引模式，定位時采用逐層分段查詢訪問的方式，能夠快速精確定到文件中的任意幀及視頻段，而不需要分析整個索引，極大地提高文件定位和響應(yīng)。

2 智能轉(zhuǎn)場識別技術(shù)

廣電領(lǐng)域方面還存在著具有自身特色的智能化的轉(zhuǎn)場識別技術(shù)，也可以將這種技術(shù)應(yīng)用在安防的系統(tǒng)之中。轉(zhuǎn)場是視頻場景與場景之間的過渡或轉(zhuǎn)換，通過轉(zhuǎn)場智能識別技術(shù)，能對存儲的素材按轉(zhuǎn)場進行鏡頭分割，自動生成該素材的分鏡頭列表，并提供快速的分鏡頭定位。從目的上講，智能轉(zhuǎn)場識別與安防的移動偵測識別的目標是一致的，都是通過檢測圖像的畫面變化識別出不同的場景，不過轉(zhuǎn)場智能識別技術(shù)屬于更高級的視頻分析技術(shù)，識別的精度更高。并且基于轉(zhuǎn)場智能識別技術(shù)，可進一步實現(xiàn)圖像的黑場、彩條、雪花的檢測，這些技術(shù)在安防系統(tǒng)中可用于檢測攝像機的工作狀態(tài)，成為自動檢測攝像機圖像系統(tǒng)工作狀態(tài)的技術(shù)手段。通過轉(zhuǎn)場智能識別技術(shù)，也能夠?qū)D像的黑場、彩條以及雪花等進行檢測，而這些技術(shù)可以在相關(guān)安防系統(tǒng)中用來檢測攝像機的具體工作狀態(tài)，從而構(gòu)成自動對攝像機圖像系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行檢測的技術(shù)手段。最后，廣電還擁有智能的語音分析技術(shù)，其主要用來有效地分析播音員的聲音，不斷地識別聲音，觀察其是否自動地對齊屏幕下方的字幕。而應(yīng)用在安防領(lǐng)域中能夠識別監(jiān)控環(huán)境里的異常的聲響，比如爆炸聲、槍聲以及呼救聲等。

3 MSB技術(shù)

在廣電領(lǐng)域中，MSB是根據(jù)行業(yè)特點，以SOA為技術(shù)理論基礎(chǔ)，結(jié)合多種開發(fā)技術(shù)及協(xié)議規(guī)范，用于電視臺全臺信息化建設(shè)的核心架構(gòu)。MSB分為兩個部分：架構(gòu)和協(xié)議規(guī)范。從架構(gòu)上講，MSB是面向廣電行業(yè)、各行業(yè)多媒體相關(guān)應(yīng)用的基礎(chǔ)平臺及業(yè)務(wù)整合目標；以SOA思想為藍本，吸收了SOA里ESB、BEPL等先進理念。具有SOA體系松耦合、協(xié)議轉(zhuǎn)換、路由、流程定義等所有的核心優(yōu)點；支持媒體總線功能。實現(xiàn)媒體文件的松耦合、格式轉(zhuǎn)換、路由及交換功能；以“服務(wù)”為主的思路實現(xiàn)多個子系統(tǒng)的互聯(lián)互通。從協(xié)議規(guī)范的角度來說，MSB用XML schema逐步定義了一套基于電視臺典型業(yè)務(wù)抽象的業(yè)務(wù)規(guī)范；用“服務(wù)”、“接口”、“參數(shù)”具體表現(xiàn)了業(yè)務(wù)規(guī)范。從宏觀來看，MSB是一個總線的結(jié)構(gòu)，其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)都通過一個服務(wù)接口層插接在總線上。從整個概念來講，它更像一塊無源的工控機主板，里面駐留了一些基礎(chǔ)的配置模塊和路由模塊。業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過標準的插接件，接入到不同規(guī)格的接口上。

廣電領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)在安防領(lǐng)域中具有很大可移植性，為安防系統(tǒng)的建設(shè)、整合、發(fā)展提供了一個新的思路。一方面我們可采取拿來主義，將廣電領(lǐng)域的先進技術(shù)借鑒到安防系統(tǒng)的建設(shè)中，另一方面，我們也要根據(jù)安防的特點做技術(shù)創(chuàng)新，共同推動智能高清監(jiān)控時代的來臨。

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