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流媒体技术在视频针孔摄像头监控中的应用
发布时间:2016-9-8 21:20:18 点击率:4572  

1. 视频监控系统需求分析

1) 监控系统中的视频流

  传统的网络视频针孔摄像头监控系统架构中,DVR负责视频信号的接入、模数转换和编码压缩,然后将编码压缩后的视频流写入到磁盘阵列(内部或外接阵列)中,并发送到网卡进而实现网络传输。

  以DVR为例(在NVR架构下,实质是编码压缩工作迁移到前端的视频编码器,而NVR主要做存储与转发用,因此视频流类型及结构与DVR类似),在此架构中,主要有三种视频流,即直接写入磁盘进行存储的视频流、经过网络发送的实时浏览视频流及远程客户调用的录像回放视频流。

  在大型系统中,通常三种视频流同时存在,并且因为众多用户的实时浏览、回放浏览、实时存储等需求,使得DVR设备需要并发支持多个用户请求,这对DVR的CPU、内存资源、I/O总线以及网络带宽、存储吞吐率等都带来严峻的考验。

2) 系统瓶颈

  在传统的媒体服务器或DVR、NVR中,系统采用以应用进程(线程)为中心的系统资源管理方式,操作系统采用虚拟内存方式,应用程序的虚拟内存空间映射到物理内存,物理内存与CPU之间有Cache。当流媒体数据从磁盘上到网络上进行传递时,要在不同的系统空间中进行多次传递拷贝。

2. 流媒体概念

  早期的流媒体(Streaming Media)技术主要应用在网络视频点播中,用户可以实现边下载边播放多媒体数据的功能。

  通常,系统建立连接后,需要在用户端开辟缓冲存储,实现对起始阶段数据的下载,之后开始播放,这样,用户不需要下载完整的多媒体数据,而媒体数据会源源不断地进入本地缓冲进行播放。流媒体技术是多媒体编解码与网络视频传输技术的融合,能够保证在复杂的网络环境下,实现超多用户并发支持,并保证播放质量。

  在流媒体系统中,流媒体服务器与用户之间传递多媒体数据的同时,还需要反向传输请求、反馈、控制信息,也就是说流媒体服务器与用户之间是双向通信的。用户端会将用户终端的处理能力、内存资源(缓冲区状态)、网络连接情况(丢包率、延迟)等信息反馈给流媒体服务器的相应模块,部分信息还会到达编码设备,这样编码设备及流媒体服务器进行相应的调整以适应不同的情况。

  流式传输的实现需要合适的传输协议,由于TCP需要较多的开销,故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中,一般采用HTTP/TCP来传输控制信息,而用RTP/UDP来传输实时视频数据。

3. 流媒体在视频监控中的应用

  流媒体技术在网络视频监控系统中的应用主要是直播方式,即实时将编码器或NVR转发过来的视频流分发给远程的多个用户,而媒体服务器主要角色是视频的分发,不需要进行视频的编码压缩工作(编码压缩工作已经由编码器或DVR完成)。另外,媒体服务器也可以将视频进行存储,供网络客户端进行回放(即录像视频回放、点播)。

  在实际应用中,媒体服务器主要专门针对多级网络环境下的音视频传输而开发,设置媒体服务器(模块)的一个目的在于缓解网络带宽紧张的区域,对该区域内的视频服务器(或DVR)的访问全部通过流媒体转发服务器(模块)来进行转发,使得该视频服务器(或DVR)的视频服务只占一个通道(不需要多次重复复制);设置流媒体服务器的另外一个目的是解决先前讨论的DVR、NVR无法支持大量用户并发访问的问题。

1) 解决带宽问题

  总部的用户都是通过流媒体服务器来观看实时图像,而不是直接连接到视频服务器上(或其他视频源),这样可以降低LAN的流量,流媒体服务器接收到前端视频服务器转送过来的视频后转发给LAN里的用户,这时只占用LAN内的网络带宽。

2) 解决并发访问问题

  假如总部有8个用户,每个用户都要看同一NVR上的相同4路图像,这样,NVR总共需要转发32路图像,这对于一般NVR由于自身的限制,通常是难以实现的。如果采用流媒体服务器,那么,实质仅仅需要4路图像上传到流媒体服务器,然后流媒体服务器进行视频并发,由于流媒体服务器采用特殊架构,因此完全胜任大规模并发支持。(转载请注明: www.weipai007.com 微拍科技)

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