视频通信技术分析论文

视频通信技术分析论文（通用11篇）

视频通信技术分析论文 篇1

1 引 言

我国是多自然灾害,多突发事件的大国,因此应急处突对减少损失,维护社会安定有着重要的意义。在信息时代,应急通信在处理突发事件体系中也发挥着越来越大的作用。如今随着技术的飞速进步,无线移动图像传输在应急通信中的地位与日俱增,扮演着越来越重要的角色。本文通过重点介绍采用COFDM技术和H.264技术的移动系统在应急通信中需要关注的问题和相关解决方案,为应用通信更好地应用提供相关的建议。

2 应急通信的应用基本要求

无线应急通信系统需要独立于公众网络之外,打造出信息高速公路上的应急专用车道。在平时作为公众网络的补充,一旦发生应急事件,出现通信基础设施遭到破坏,或公众通信拥塞或瘫痪,既无法进行调度指挥,也无法保障政府决策与支持系统的信息传输畅通时,发挥信息专用网络的作用。在应对诸如反恐等重大突发公共安全事件时,通常需要创造不对称的通讯环境,在切断恐怖分子通信的同时,政府和公安人员仍然可以通过专网进行调度指挥,并通过无线宽带网络将现场视频图像传回指挥中心,及时掌握恐怖分子动向。图 1为典型的无线应急通信系统的示意图。

无线应急通信系统一般分为指挥调度中心、固定(移动车载)、单兵。调制方式通常为自适应,确保在可变带宽的情况下的通信流畅。通信方式目前基于IP技术的较为普遍。IP技术的引入可以提高指挥中心与一线警员的执行效率。指挥中心可以随时与一线警员多路、多画面进行视频会议,同时弥补了一线警员在取证、汇报现场信息等情况下的滞后性与盲目性,并可以实现各类IP终端接入系统,扩展了系统的应用范围。无线应急通信系统必须满足以下几个基本要求。

(1) 小型机动灵活性,常规情况下,系统是大区制的、广泛覆盖的,基站设备功能完善,可以满足公安、交警以及政府其它职能机关的工作要求。在特殊情况下,诸如地震、洪水、雪灾等破坏性的自然灾害面前,基础设施部分或全部受损,这时的无线应急通信设备需要具有小型化的特点,以便迅速运输、快速布设、节约能源,同时对设备适应环境能力有极高的要求。

(2) 移动便携性,应对突发事件,要求系统结构是由可携带的、可重新部署的或完全机动的设施组成。使指挥人员可以根据实际情况从容地应对各种应急场合。终端的隐蔽便携化,也使得一线人员可以灵活地收集具体现场的信息,以便指挥人员决策。

(3) 系统简单易操作互联互通性强,无线应急通信系统要求设备简单、易操作、易维护,能够快速的建立、部署、组网。操作界面友好、直观,硬件系统连接端口越少越好。在突发事件出现时,往往会出现多种保障设备,指挥人员需要汇总各类信息。采用IP模式的设备,所有接口标准化、模块化,并能兼容现有的各种通信系统,是确保系统发挥最大效果的基础。

3 COFDM传输技术

考虑到应急通信在使用中无线信道、使用设备可变的特点,本文重点介绍COFDM技术即编码正交频分复用技术在移动图传方面的特点。

3.1 COFDM技术

COFDM(coded orthogonal frequency division multiplexing),既编码正交频分复用的简称,COFDM技术的推出其实是为了提高载波的频谱利用率,或者是为了改进对多载波的调制,它的特点是各子载波相互正交,使扩频调制后的频谱可以相互重叠,从而减小了子载波间的相互干扰。COFDM每个载波所使用的调制方法可以不同。各个载波能够根据信道状况的不同选择不同的调制方式,比如BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等等,以频谱利用率和误码率之间的最佳平衡为原则。OFDM技术使用了自适应调制,根据信道条件的好坏来选择不同的调制方式。COFDM还采用了功率控制和自适应调制相协调工作方式。信道好的时候,发射功率不变,可以增强调制方式(如64QAM),或者在低调制方式(如QPSK)时降低发射功率。

正是由于系统具有以上特点,因而具备较强的非视距下高带宽传输能力,在无线移动图像传输中得到了广泛的应用,尤其是在楼宇密集的城市地区。

3.2 COFDM无线移动视频技术优点

随着图像编解码和无线数字调制技术的发展,无线数字图像传输成为目前的技术中坚。其基本结构均为视音频编码-无线信道数字调制-视音频解码,框图如下。

由图 2可见传输移动视频需要在移动情况下,处理好变化带宽和压缩编码的对应关系,确保在用户终端和指挥中心显示实时清晰的图像是无线应急系统可用的前提。在无线信道的地理位置移动可变、信号强度可变、电磁环境可变的情况下,采用COFDMA技术有以下优点:

1) 抗多径能力强:COFDM设备传输距离远,适合在城区、城郊、建筑物内等非通视和有阻挡的环境中应用。其多载波技术特点具备"非视距"、"绕射"传输的优势,在城区、山地、建筑物内外等不能通视及有阻挡的环境中,该设备能够以高概率实现图像的稳定传输,不受环境影响或受环境影响小。

2) 适合高速移动中传输:COFDM设备,它不需要任何附加装置,就可实现固定-移动,移动-移动间的使用,非常适合安装到车辆、船舶、无人机、汽艇等移动平台上。不仅传输有高可靠性,而且表现出很高的性价比。

3) 提供可用数据传输:载波带宽、信号强度、接收灵敏度、电磁环境匹配的情况下,系统速率一般大于2M bit/s,满足高质量视音频数据的传输。一旦使用条件发生变化,COFDM技术每个子载波可以自适应选择QPSK、16QAM、64QAM等调制方式,根据具体信道的参数,提供可变的匹配速率,配合H.264的编解码方式,系统可在最大限度上保持图像清晰流畅,不会出现采用无线微波或PAL制式的系统出现图像中断的现象。

4) COFDM具备优异的抗电磁干扰性能:COFDM具有对抗频率选择性衰落或窄带干扰及信号波形间的干扰性能的优势,其通过各个子载波的联合编码,具有很强的抗衰落能力。在单载波系统中(如数字微波,扩频微波等),单个衰落或干扰能够导致整个通信链路失败,但是在多载波COFDM系统中,仅仅有很小一部分子载波会受到干扰,并且这些子信道还可以采用纠错码来进行纠错,确保传输的低误码率。

5) 信道利用率很高:这一点在频谱资源有限的无线环境中尤为重要。当1MHz载波子载波数为1028时,系统的频谱利用率为3bit/s/Hz。

COFDM技术也有其局限性,其非视距通信能力是相对的、不是无限制的,而且其通信范围受制于基站的覆盖范围。

4 移动视频技术在无线应急系统中的应用分析

4.1 无线应急通信系统的特点决定了移动视频要具备如下能力

1) 图像传输信道的可靠性:

在发生重大突发事件,灾难性事件现场等,这种场合往往传输条件恶劣,干扰大,在这种情况下借助公共移动网络搭建图像传输系统,很难保证其可用性,所以,建设使用专用的图像传输网络是非常必要的。

2) 图像传输质量要求:

考虑到指挥决策需要,现场图像必须保证高清晰的图像质量,视频编码分辨率应不低于4CIF(704*576),帧率不低于20fps,并在高速运动中保证图像清晰流畅,这就要求必须使用效率较高的视频编码格式,如H.264。

3) 信道载波带宽要求:

无线频率资源非常有限,即使公安的图像传输使用的频率带宽也很有限(6-8M),而且考虑到多业务需要,因此在一定频谱带宽范围内通常还划分更小的带宽作为传输信道,所以,应该尽可能高效率地利用有限的频带资源。

4) 传输距离和移动性要求:

根据应急业务特点,图像传输距离通常会在百米到几十公里范围内,而且要求在高速移动下能够保证传输的稳定性。

5) 联网及安全性要求:

如果以独立形态存在的应急图像传输系统,其使用效能也只能限制在局部范围内。只有将该系统接入到指挥中心应用平台,才能充分保证视频信息与其他资源的互联互通,保证为各级指挥或相关部门所使用,真正做到快速反应,协同作战。并且系统安全性也非常重要,必须要考虑如何保证系统及接入网络的合法性,系统所传输信息的安全性。这样,才可以实现合法的信息进入合法的设备,保密的视频数据不会被非法盗取。

4.2 采用H.264技术是无线宽带应急通信图像编解码器理想的选择

H.264是一种高性能的视频编解码技术。它是由两大标准化组织联合组建的联合视频组(JVT)共同制定的新数字视频编码标准,所以它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG-4高级视频编码(Advanced Video Coding,AVC),而且它将成为MPEG-4标准的第10部分。H.264技术可以很好地适应无线宽带通道的特点,与系统有效地结合。其具体优势如下:

(1) 具有较高的压缩效率:H.264编码视频流与H.263或MPEG-4Simple Profile编码视频流相比,平均可节省39%的比特率。通过引入一系列新特性,H.264的压缩率提升近1倍,大大节省了无线的传输带宽。目前,国内的H.264编解码器厂商可以在1.2Mbit/s的编码码率下实现D1(720×576)分辨率的连续清晰图像。

(2) 图象恢复能力强:H.264基于UDP即用户数据报协议,是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务,可实现图像即时恢复。由于受到遮挡及干扰,无线宽带系统经常发生无线链路中断的现象,在无线信号恢复后,编解码系统要能够以最快的速度恢复图像传输。H.264可以把关键信息分离出来,减小断流再恢复的同步时间,同时,H.264编解码器可以建立在UDP基础之上,能够快速重建链路,目前国内的编解码器厂商已经实现图像即时恢复。此外,在出现无线链路中断或误码率过高时,实现了画面停留在最后清晰的一帧上,在实现了在信号恢复之后,画面从接收到的清晰的一帧开始。H.264技术内置的多种错误恢复工具有利于解码端进行错误掩盖,误码超过一定阈值后跳过该帧,断流后则保持在最后一正常帧的静止画面,码流恢复后从第一个正常解码的IDR帧开始显示。

(3) 具有较强地抗干扰能力:系统中的摄像头有时会引入较大干扰,特别在低照度的环境中干扰对图像质量有非常大的影响。根据分析主要有两种噪声会影响视频质量,一种是相邻色素之间产生的伪颜色噪声,一种是由于信号强度而产生的泊松噪声(会影响物体的边缘清晰度)。H.264技术使用了高级图像预处理方法,能够减小低照度环境下噪点影响,并通过实时滤波技术的应用,使得在压缩之前就排除了信号中的干扰,压缩还原的图像有很大提高,同时也降低了传输码率。

(4) 网络适应性强:H.264包含一个内置的互联网协议适配层(Internet Protocol Adaptive Layer),所以,H.264可以被映射到任何固定IP、无线IP、存储装置或广播网络中,而这就是目前厂商都准备支持H.264的原因。H.264作为最新的视频编码标准,采取了一系列切合实际的技术措施,如视频编码层和网络提取层分离、封装NALUnits、指定参数集等提高了网络适应性,增强了数据抗误码的顽健性,从而保证了视频传输后压缩视频的Qos。

5 总 结

无线宽带系统采用COFDM技术配合采用H.264标准的编解码器,可以适应复杂无线环境,经受住了实战的洗礼。已经在城市应急救灾、突发紧急状况中大量地使用。目前,国内的有关科研单位及生产厂家已经开始着手较窄带宽下适合无线移动传输的基于H.264技术的高清编解码器的研发工作。随着技术的不断发展、整体结构的不断完善、算法的不断优化以及芯片处理能力的不断提高,相信不久便可以看见H.264编解码器在较窄的无线带宽下实现高清品质的图像传输。图 3为典型的系统应用的示意图。

图 3为示意基于移动视频应急处置的过程,该方案以移动视频采集模块为中心,通过手持单兵、车载单兵作为移动监控端多媒体终端,采集到的移动视频实时地以H.264编码方式通过无线网络传送给指挥中心,如果需要,指挥中心可以将相关数据传送到远程指挥中心。

实验结果显示,在无线信道、接收电平等变化的情况下,传输速率在100kbit/s-2Mbit/s之间,系统可较为流畅地提供双向图象,实现指挥中心与单兵、车载之间的图像传输及单兵车载之间的图像传输,可以较好地满足日常应急事件处置的需求。

该系统实现了移动视频采集,视频信号的高效编解码,视频信号的无线网络传输、移动视频管理、查看等功能,使得基于无线传输的移动视频技术在应急系统中发挥了相应的作用,从而摆脱了传统视频对于地理位置的束缚,提高了整个视频监控模块的移动性、实时性、可控性和灵活性,既可以为突发事件提供独立可用的系统,也可以为各类行业用户及公众场所提供与其他实时全方位监控相结合的实用的解决方案。

随着无线宽带系统发展和H.264等编解码技术的提高,该系统会提供速度更快、质量更高的移动视频传输功能,有着非常广泛的应用前景。

摘要：无线应急通信的核心是无线信道的可用性,如何在突发时间、高速移动、复杂环境下提供稳定可用的系统是应用部门关注的重点。本文通过重点介绍采用COFDM技术和H.264技术的移动系统在应急通信中的应用,提出了在可变信道、可变环境、可变速率下需要关注的问题和相关的解决方案,更好地为应急通信提供相关建议。

关键词：无线应急通信,COFDM,H.264

参考文献

[1]许路,陈光.H.264在动中通应急图像传输中的应用[J].通信世界,2008,43(1).

[2]侯志强,胡瑞敏,王中元,周楚.应急指挥系统中移动多媒体技术应用与瓶颈[J].电声技术,2011,35(11):49-51.

[3]王海涛.应急通信发展现状和技术手段分析[J].电力系统通信,2011,32(220).

[4]许路,郑子辰.无线移动图像传输在应急通信中的应用[J].Police Technology,2009年1月:9-13.

视频通信技术分析论文 篇2

近年来，随着我国经济的快速发展，城市面貌日新月异，道路基础设施建设突飞猛进，机动车保有量日益剧增，交通安全管理面临着前所未有的新机遇和新挑战，传统的交通管理模式和手段已不能更好地适应时代发展的要求。那么走科技强警之路，将科学技术应用到交通管理的各项业务当中、不断提升交通管理工作的现代化水平成为必然。

下面我们先来回顾一下视频监控技术的发展历程及最新潮流，并就视频监控新技术在交警行业中的应用展开分析。

一、视频监控技术的发展历程

20世纪80年代，安全技术防范在我国民用领域率先兴起，视频监控成为当时最主要的技术防范手段之一。当时的视频监控技术比较简单，都是直接采用视频同轴电缆将视频图像从前端监控点传回监控中心，并逐一显示在监视器上。随着监控点的增多问题随之显现出来:视频显示设备和录像设备的大幅增多，增加了建设成本，加大了管理难度。

为了方便管理，提高监控效率，人们引入了视频矩阵技术，即将视频图像从任意一个输入通道切换到任意一个输出通道。视频矩阵的出现，解决了大量视频图像的切换显示和分配共享等问题。视频采集（摄像机）、视频传输（视频同轴电缆）、视频管理（矩阵）、视频显示（监视器）和视频录像（录像机）就构成了一个基本的视频监控系统。

到了90年代，随着对视频监控系统要求的提高以及视频监控应用在诸多领域的普及，视频监控技术也有了飞速发展，不仅实现了远距离监控，还实现了视频联网监控。光端机的出现解决了视频图像远距离传输的问题。

视频联网监控是远距离大范围监控发展到一定阶段的产物，视频联网监控使人们对远距离大范围监控以及视频资源共享的迫切需求得到了满足。初期矩阵之间的联网是通过RS232/422低速数据的通讯来完成的，其缺陷是:RS232/422数据的传输速率低、节点不能任意编号、不支持远程管理使联网规模受到限制;后期开发的IP联网控制功能，即联网控制数据则走IP通道，视频图像数据走光纤通道，弥补了RS232/422联网的缺陷，增强了视频联网的扩容能力。

无论是RS232/422方式的矩阵联网，还是IP方式的矩阵联网，其核心都是基于模拟矩阵+光端机的视频联网监控系统。模拟矩阵历经10多年的发展完善，以其成熟的技术、稳定的表现、简易的操作占据市场主流近10年，但是模拟视频技术的发展已接近极限，基于模拟视频的技术瓶颈，随着监控范围和系统规模的不断扩大，问题和局限也就越来越多的暴露出来。

视频信号在多级传输中，需要经过多次的A/D、D/A转换，每次转换都会导致视频信号一定程度的损耗，系统规模越大，传输层次越多，传输距离越长，视频损耗就越严重，导致图像质量无法保证。

视频监控系统中需要加入多种的大量的中间接入设备，如光端机、矩阵、视分器等等，且其中大部分设备不具备网管功能，无法实时侦测设备运行状态，设备故障也不能自动查找。

所以基于模拟矩阵的视频联网监控系统在面对大容量、大规模、多层次的联网监控需求时显得力不从心，限于模拟视频的技术瓶颈，无法解决根本问题，这使得人们不得不去开发新型的联网监控技术。

随着数字技术与网络技术的发展，视频监控技术也进入了全数字化与网络化阶段，这使得传统监控系统中视频图像的传输与管理实现了统一。

数字化视频最初是从硬盘录像机开始的，视频压缩技术是硬盘录像机最核心的技术。目前在视频监控领域，主流的压缩标准采用H.264，资料显示H.264视频压缩标准以其高效率的编码效率和传输性能，在视频监控领域得到了广泛应用。

随着网络技术在我国的普及，人们又提出了网络虚拟矩阵的全数字化矩阵概念。网络虚拟矩阵是以IP网络为媒质，基于TCP/IP协议，采用网络视频编解码器、网络交换机、路由器、网络视频存储设备、网络视频管理平台所构建的基于IP网络的全数字网络监控平台。全数字网络监控系统的显着优势在于充分发挥了数字技术和网络技术的特性，在很多方面解决了模拟矩阵技术无法解决的难题，例如:视频的无损交换、复制与存储;远距离监控与任意扩展;支持任意网络拓扑结构。全数字化的网络监控还简化了管理层次，全网视频统一管理与后台的灵活应用等显着优势使得全数字的网络监控平台在2000年以后逐步成为安防监控的主流。

但是这种基于IP网络的全数字网络监控技术远非完美:

首先，基于IP网络的带宽限制，我们必须将数字视频进行压缩处理，即以牺牲图像质量（延时、误码、丢帧等）来完成视频的数字化和网络化。图像质量下降，将导致无法为公安机关执法部门提供强有力的视频图像支持，不能满足技防实战的需求。

其次，IP网络本身并不是为视频、音频这样的实时大容量业务传输而设计的，网络虚拟矩阵简单的将视频流打包成IP数据包通过普通的网络设备（交换机、路由器等）进行数据交换，这导致了在实际应用中许多不尽人意的地方，包括图像质量、实时性、准确性、控制失灵、延迟抖动等。

最后，网络技术的复杂性加大了管理、使用和维护难度，IP网络使得安防监控系统最关注的安全性无法得到保证。

所以，基于IP网络的全数字化网络监控方案虽然能够支持任意网络拓扑结构，实现全网视频的统一管理与远距离监控，满足大规模监控和多层次管理需求，但基于IP网络的特性，我们必须以牺牲视频图像的高质量、视频监控的实时性和安全性为代价来完成视频监控的数字化与网络化。那么还有更好的视频监控技术，既能够保证视频的高质量，无延时，又能够具备数字化网络系统特性吗?

现在视频监控行业有出现了一种将非压缩视频+光纤网络和压缩视频+IP网络相结合的技术手段，这种新技术是将模拟摄像机视频进行数字化编码，但不做压缩，数字化后的视频信号通过光纤网络进行传输。根据高速非压缩数字视频的传输与交换原理，实现非压缩视频的采集、传输与交换。同时将非压缩视频传输管理与压缩视频应用（存储、桌面浏览等）进行无缝结合，从而解决图像质量与视频资源的管理和应用两者间的矛盾。

这种方式与IP网络监控相同的是:全网图像任意节点接入，任意节点输出，实现了全网图像的无损传输、无损交换和资源共享以及后台应用。与IP网络监控不相同的是:图像未经压缩保证了图像的高质量、实时性和准确性，以及改善整个监控网络的安全性。

二、高清视频技术以及视频智能分析技术介绍

前面我们回顾了视频监控技术的发展历程，现在我们了解一下视频监控技术新的发展潮流：高清视频技术与视频智能分析技术。

怎么定义高清视频呢?

近几年“高清”的概念在视频监控行业火热以来，越多来越多的厂商开始推出“高清”化的产品。透过市场上品类繁多的“高清”背后，我们发现，有很多产品对“高清”的指标理解不一，表现效果也是千差万别。那么，视频监控行业“高清”的概念究竟是什么呢?

根据美国电影电视工程师协会（SMPTE）、国际电联（ITU）和我国国家广电的相关定义，真正的高清视频格式目前主要有三种：720P（1280*720分辨率，16:9宽屏显示，逐行扫描/60Hz）;1080i（1920*1080分辨率，16:9宽屏显示，隔行扫描/60Hz）;1080P（1920*1080分辨率，16:9宽屏显示，逐行扫描/60Hz）。其中，1080P是最高等级的高清视频清晰度标准。

由于高清正在起步，难免会有概念误导，因此需要在此澄清一下：1）将D1（720×576）宣传成高清的误导，事实上真正的高清目前只有720P、1080i、1080P三种或超过这三种分辨率的;2）将DVR以多路D1画面合成高清视频输出的功能宣传成高清的误导，事实上真正的高清是从前端开始的，每一路图像都达到高清分辨率，只有这样才能保证视频采集、编码、传输、浏览、录像、回放等全面高清;3）某些高清网络摄像机以静态像素来宣传而不是以动态分辨率来宣传的误导，如500万像素摄像机，实际上其动态分辨率只有100万像素;4）对用户而言，高清视频监控只有在前端、平台、存储、浏览、显示等各个环节针对高清开发设计才有意义，因此高清视频监控必须依托完整的高清整体解决方案，而不仅仅是提供单纯的高清摄像机。

基于应急通信中视频应用分析 篇3

【关键词】应急通信 视屏应用 关键技术

前言：当发生一些地震灾害，或是铁路运输突发状况时，都需要应急机构快速响应救援并采取相关措施，并要求工作人员细心督查，预防一些连锁反应的发生。随着我国已经进入科技飞速发展阶段，救援活动中单靠语音联系的旧救援系统已经不能很好发挥其功效了。通过视频监管应急通信中的应用，使救援人员可以随时观察现场动态，更好开展救援工作。

一、我国应急系统现状及视频应用特点

1.1我国应急系统现状

如同城市公路中救护车专用通道一样，应急系统在通讯网络中，也有其专属通道。确保在一些灾难发生时，当地通信设备损毁，交通系统紊乱，基本通信网络瘫痪，灾区人民与外界通讯中断时，救援小组还是可以精准定位，受灾地区及灾难范围，第一时间赶到救援现场，开展施救工作。为方便不同需求对不同信息的传递，我国目前应急系统接入方式有：有线接入、无线接入、宽带接入三种。保证在事故发生时，快速搭建电路，无需受到地理，天气等外界因素影响，确定灾区内部与外界救援能保持通讯，而救援小组深入受灾范围时，也可进行语音通话，视频连接，并依据工作需要开展视讯会议，及时将救援情况反馈给救援指挥总部。

1.2视频应用特点

我国应急业务通信初期，基本上是靠语音通话开展当地救援工作。虽然有自动电话、专用电话、人工电话三种通讯方式，但当灾难发生时，电话通信易受当地环境因素影响，阻碍施救过程。而且我国各地都有区号，在拨电话途中也带来很大不便，使救援工作难以开展。而视屏通信优于电话通信有以下几个特点。

1、可靠传输图像信息。在发生地震类灾难时，通信塔，天线等通信设施会受到损害，而视屏通信利用专用通信网络，连接wifi，使其不受影响能及时反映受灾情况。

2、图像传输质量高。为考虑到救援需要，视频传讯会利用专业技术如H.264对现场拍摄图像进行编码，使图象清晰且传播速度快，方便工作人员分析，大大减少了救援时间。

3、可以进行远距离传输。视频通信在应急系统中，不仅传播速度快，传播效率高。还能与几十公里范围外的紧急营救中心保持稳定连接。帮助救援中心依据现场需要及时分配救援任务，并发派救援物资。而且救援中心，还可以通过视频及时监测灾难现场，预防火灾等其他灾难发生。通过长距离，稳定传输视频提高了紧急情况下救援效率。

二、应急通信中视频应用关键技术

2.1 H.264技术

H.264技术，是一种高质量，图像、视频编解码技术。这种编码技术与同类型MPFG-4编码技术相比，在信噪比与数据压缩的表现上都更优秀，由于信噪比决定着画质清晰程度所以H.264的编码质量要优于MPFG-4。除了编码能力由于其他技术外H.264还具有其他优势。1、抗干扰能力强。该技术可以用于光照强度较低环境，因为技术中设置了高级滤波处理技术，减小了暗光下图片噪点数量，使图象清晰流畅，在压缩后不影响正常使用。2、图像恢复能力强。利用帧间预测和帧内预测两项技术，可以降低时间分离影响，在型号恢复后迅速补偿图像清晰度，实现图像即时恢复。3、压缩效率高且网络适应性强。H.264在一系列技术改革后，提高其网络适应性，减少了编码过程中误码生成。

2.2WiMAX技术

WiMAX技术是一项为满足现代应急系统需要，广泛应用于移动视屏监控、数据调度、移动指挥方面的技术。WiMAX技术中融入许多先进的物理层特性。自动适应当前信息传输模式，调节编码方案，是信息可以大批量传送出去。当数据靠近救援中心时，会采取较高编码质量方案，并提高传输速率。并且引入MIMO这种允许在同一频道内进行多路数据传输的输送技术。增加了系统容量与数据传播效率。

在实际应用过程中，可以通过为救援小组装配WiMAX基站方式，来提高救援效率。将现场图像、数据通过稳定、抗干扰性强的传播途径迅速传递至营救中心，时期采取相应救助措施。

浅谈智能视频分析技术 篇4

视频分析产生的背景很简单,其一为安防应用,即当值班人员面对数十、成百上千的摄像机,无法真正在风险产生前预防或干预,多数靠事后回放相关的影音;其二为非安防应用,如商业上流量统计、预防盗窃等。其理念是将风险的分析和判断识别转交给计算机或者芯片,使值班人员从盯守监视器中解脱出来,当系统发现问题的时候,产生报警,此时值班人员进行响应。

智能视频分析监控技术是指采用智能化的视频分析算法,利用计算机对视野范围内目标的特定行为进行分析和提取,当发现存在符合某种规则的行为(如定向运动、越界、游荡、遗留等)发生时,自动向监控系统发出提示信号,采取某种对应措施(如声光报警器报警)或通知监控人员进行人工干预等。

近年来,具备“基础智能”功能的人员卡口、车辆卡口、特征分析前端摄像机大放异彩,它的核心使命是把监控画面中的有用信息尽可能多的进行识别和描述,如人、车、颜色、状态等。而普通的智能产品(如拌线、区域安防等),是安防告警的辅助手段,以提供告警信号为主,多用在无人或者少人的场合。

2 智能视频分析应用场景及分类

2.1 智能视频分析应用场景

与安全相关的应用场景是目前市场上主要的智能视频应用场合,特别是在各类恐怖袭击、爆炸案之后,特殊场合对于此类应用的需求不断增长。这些应用主要作用是协助政府或相关机构的安全部门提高室外大地域公共环境的安全防护,这些场合主要包括:军事重地、营区、仓库等重要目标周界的警戒和入侵检测,安全部门门禁的人脸识别与黑白名单、车辆识别与黑白名单,政府单位的执勤岗哨侦测,机场、火车站等地敏感地区的非法滞留等。

2.2 智能视频分析分类

从广义上来说,智能视频分析技术主要包括视频分析类、视频识别类和视频改善类三类。

(1)视频分析类。该类主要是在监控图像中找出目标,并检测目标的运动特征属性(如目标相对的像素点位置,目标的移动方向及相对像素点移动速度,目标本身在画面中的形状及其改变),根据以上的基本功能,视频分析主要分为以下功能模块:周界入侵检测、目标移动方向检测、目标运动、停止状态改变检测、目标出现与消失检测、人流量、车流量统计、PTZ自动追踪系统、系统智能自检功能等。

(2)视频识别类。该类包括人脸识别、步态识别与车牌识别,其主要技术是在视频图像中找出局部中一些画面的共性,如人脸必然有两个眼睛,如果可以找到双目的位置,那么就可以定性人脸的位置及尺寸。

(3)视频改善类。该类主要是针对某些不可视、模糊不清,或者是对振动的图像进行部分优化处理,以增加视频的可监控性能。具体包括:红外夜视图像增强处理、车牌识别影像消模糊处理、光变与阴影抑制处理、潮汐与物体尺寸过滤处理、视频图像稳定系统等。

3 智能视频分析实现方式

智能视频分析技术目前有两种常用方式:一种是基于智能视频处理器的前端解决方案,另一种是基于监控的后端智能视频分析解决方案。

3.1 后端智能

基于监控的后端智能视频分析解决方案是所有的前端摄像机仅仅具备基本的视频采集功能,所有的视频分析都必须汇集到后端或者关键节点处由计算机或者监控平台统一处理。其优点是:对前端设备要求低、可有效与现有监控系统融合,可扩展性强;缺点是只能控制若干关键的监控点,并且对计算机性能和网络带宽要求比较高。

3.2 前端智能

基于视频处理器的前端解决方案可以使得视频分析技术采用分布式的架构方式,在此方式下,所有的目标跟踪、行为判断、报警触发都是由前端智能分析设备完成,视频分析单元一般位于视频采集设备附近(或内置于摄像机),这样可以有选择地设置系统,让系统只有当报警发生的时候才传输视频到控制中心或存储中心,相对于服务器方式,大大节省的网络负担及存储空间。

3.2.1 前端智能,便于大规模部署

目前广泛使用的摘要系统多以后端摘要为主,存在录像摘要时间较长,服务器性能有限等问题。在平安城市等具有海量监控点的情况下,基于“特征分析摄像机+后端智能管理”的模式,可有效分摊系统各部分的工作负荷,高效实现监控目标摘要,便于大规模部署。

3.2.2 语义搜索,海量数据快速定位

基于特征分析摄像机输出的结构化数据,后端业务系统可通过语义信息,例如:时间、颜色、类型等信息,对海量数据进行快速检索,快速找到监控目标。

3.2.3 以图搜图,模仿人脑分析目标

基于特征分析摄像机输出的最佳抓拍图片,后端业务系统可采用以图搜图的方式,对海量图片信息进行快速检索,实现如人脸以图搜图、车辆以图搜图、人脸比对、车辆比对等深度应用。

3.2.4 二次挖掘,人工智能深度应用

基于特征分析摄像机提供的视频、图片、结构化数据等信息,业务系统可进行二次数据挖掘,对车辆、人员等进行更多信息提取,例如车标、车型、车速、人员年龄、性别等信息,为深度应用提供数据支撑。

4 智能视频分析的应用场景

4.1 周界警戒及入侵检测

采用视频监控加智能分析报警的方法对外围周界进行无缝覆盖,发现有目标侵入立即发出报警。设备采用低照度及感知型摄像机,并安装声光报警器,报警发生时声光报警器响起,同时后端机房也能准确显示报警位置。可以感知设定区域内突然出现和入侵的物体并及时报警,比如在军事禁区等重要场所出现可疑人物等。

4.2 人脸识别与黑白名单

(1)关卡信息视频监控。在海关、机场、火车站、企业、园区等出入口场合,或者城市重点路段,使用具备人脸识别的人员卡口前端智能摄像机,对于过往人群,既可以抓拍最佳人脸也可以抓拍最佳人身像。光线良好的情况下,人脸与人员抓拍率均在95%以上。

(2)人员目标特征分析。人员抓拍次数可控,可选取单个人员的多张抓拍照片中最优的一张进行存储,节省存储空间。根据环境自动调整算法,选取最优人脸,并自动识别人员行进的方向、速度等信息,方便后期进行结构化数据生成。

(3)人员实时计数。具备人脸识别的前端智能摄像机还可以对双向通行的人员进行计数,在光线良好充足的情况下,全天候统计准确率大于80%。在商场、博物馆等场所可以用来进行客流统计,为管理者提供决策依据。

4.3 车辆识别与黑白名单

具备车辆识别的前端智能摄像机一般分为卡口、电警、违停和出入口多种类型。车辆关卡摄像机部署在车头方向,可识别车牌、车型和车身颜色等信息。即使在逆光环境下,车辆内的人脸也可以抓拍得十分清楚。800万像素的单车道卡口,抓拍到的车内人脸可达智能识别的标准,包括年检标准都可以清晰辨识。可以自动检测与取证禁止停车区域内的车辆违法停车行为,从全景到车辆特征再到车牌细节,都清晰呈现。

4.4 目标统计与拥挤探测

用于在高速公路或环线公路上监视交通情况,例如统计通过的车辆数、平均车速、是否有非法停靠、是否有故障车辆等。统计穿越入口或指定区域的人或物体的数量,例如为业主计算某天光顾其店铺的顾客数量,从而深度挖掘该地区的消费能力。探测某个区域人群过于拥挤,此技术基于“人数统计”,如某个区域人数超过30人将触发报警。

4.5 重要目标涉密物体移动侦测

当设定的监控区域内目标物(枪等)被移走、替代或恶意遮挡时发出报警,用来保护财产安全。

4.6 执勤岗哨侦测

在哨位管理的区域安装固定摄像机,智能视觉服务器启用哨位侦测模式。当被监控哨位出现脱岗或有众多人员集聚时报警,提示管理人员进行处理,交接岗时记录抓拍。哨兵在岗哨内执勤,姿势正确且在规定的区域内活动,属于正常状态,不会触发报警。而哨兵在岗哨内执勤过程中,出现靠墙、弯腰、坐下、倒地、脱岗或聚众时,系统识别为哨位异常触发报警。

4.7 非法滞留侦测

当一个物体(如箱子、包裹、车辆、人物等)在营区的敏感区域停留的时间过长,或超过了预定义的时间长度就产生报警。检测物体被移动或出现可疑物体,车辆或其他目标物停靠或滞留超过一定的时间,对被蓄意放在设定区域的物品进行探测并报警,比如有人遗留包裹或爆炸物等。

5 结束语

不同行业对于视频监控的需求有着非常明显的差异,特别是对于智能视频分析技术的应用需求,由此也决定了不同行业间检测行为类型与异常事件的特殊性。随着各行业应用不断深入,安全级别防范控制要求进一步提升,安防领域将面临越来越多不同的挑战,其对视频监控的需求也日益多样化和复杂化。

如何能够在海量视频数据中识别与挖掘更多有价值的信息,已成为了智能视频分析技术在深化行业应用过程中共同面临的问题。只有结合行业应用实际,深入了解各不同行业的具体要求,才能更好地抓住用户的需求,使智能视频分析得到深入的应用。

摘要：本文从视频应用的一些特殊场合出发,浅析智能视频的应用价值。

关键词：视频分析,前端智能,后端智能,应用场景

参考文献

[1]西刹子.安防天下-智能网络视频监控技术详解与实践.北京:清华大学出版社,2010,2

[2]卢选民,张原,史浩山.分布式智能监控系统视频多画面显示的设计与实现.计算机应用研究,2000,3

[3]杨磊,李峰,付龙,杨娟编.电视监控实用技术.北京:机械工业出版社,2003

[4]王绍棣,张莉等.基于内容特征分析的图像和视频检索系统.计算机工程与应用,2001,7

[5]张兆杨,杨高波,刘志.视频对象分割提取的原理与应用.北京:科学出版社,2009,3

[6]谭铁牛.智能视频监控技术概述[C].第一届全国智能视觉监控学术会议,2002

[7]徐璐.基于直方图和混合高斯模型的摄像头移动监测.上海交通大学电子信息与电气工程学院,2009,1

[8]高俊祥,杜海清.智能视频监控系统的关键技术[J].中国多媒体通信,2008,13

[9]安博会上看智能监控市场的发展.安全防范.十一届安博会,2007,11

[10]李庆斌,李众立.基于ARM9的智能视频入侵物识别系统设计[J].微计算机信息,2011,03

[11]张毅,张烁,罗元,徐晓东.基于Kinect深度图像信息的手势轨迹识别及应用[J].计算机应用研究,2012,09

视频通信技术分析论文 篇5

[关键词]沉浸式；全景视频；拍摄技术；全景图像变换；直播系统；应用

文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2016.08.005

1 概述

随着影音技术的发展，沉浸式体验的虚拟现实（Virtual Reality）技术也已从“虚拟”走向了“现实”。沉浸式全景视频基本场景是用户戴上显示终端（如头盔、眼镜等），通过头部的转动可以看到全景视频的每个方向的图像。如果全景视频配置了全景声音频效果，同时，也能听到来自各个方向的声音，声音也会随着头部的转动而发生变化。通过这种视频、声音与人的头部转动的配合，提供最为逼真、感同身受的视听享受，达到一种更为震撼的视觉效果。

2 沉浸式全景视频拍摄技术

沉浸式全景视频的拍摄通常有三种方法：第一种是使用大曲度鱼眼镜的摄像机直接拍摄，这种方法最方便，但生成的全景视频分辨率低，几何失真严重，增加了后期图像处理的难度；第二种是用带有自旋转电机的摄像机——高速球拍摄，这种方法生成的全景视频会发生模糊，并且帧组之间几乎不可能是完全同步的；第三种，也是目前最常用的一种方式，用多台摄像机组成阵列联合拍摄，如采用四目、六目或八目摄像机拍摄，这种方法从理论上讲生成的全景视频效果最好，但对于摄像机的部署（摆放）却较为讲究。下面，笔者详细介绍几种摄像机群的部署，分析和研究多台摄像机间的相对位置关系对生成全景视频所构成的影响。

2.1 视场交叉式摄像机阵列的构建

视场（Field of Vision，FOV）交叉式摄像机阵列构建（FOV-Crossed Cameras Setup），是指摄像机群中每一台摄像机的视场都与其相邻摄像机的视场发生交错，如图1所示。

这种构建较容易实现的。通常情况将摄像机以一个点为圆心，分散均匀地放置在与圆心等半径的圆上；再由拍摄顶部和底部多台摄像机组成摄像机阵列，水平方向上，每台摄像机负责拍摄360。视域中的一个角度（角度取决于摄像机镜头的拍摄角度，同时角度也决定了摄像机的数量）。这样，多台摄像机同时拍摄，便可以将周围的全部视域采集下来。

这种摄像机阵列拍摄出来的全景视域并不完美，在两台摄像机视场交接处之前会有一片盲区，两台摄像机的视场都无法覆盖，即两台相邻的摄像机均不能拍摄到其中的景物。而在视场交界处之后，是两台摄像机的视场均能覆盖的重影区。盲区与重影区都会影响全景视频最终的呈现质量，因此，在前期拍摄时要尽量避免使需要拍摄的景物进入盲区，而在重影区的图像需要在视频后期进行裁剪处理。

2.2 视场平行式摄像机群构建

视场平行式摄像机阵列构建（FOV-parallel Cameras Setup）与视域交叉的摄像机群部署类似，也是将摄像机以一个点为圆心，分散均匀地放置在与圆心等半径的圆上，再与拍摄顶部、拍摄底部的多台摄像机组成摄像机阵列。与其不同的是，每台摄像机的视场不再与相邻的摄像机的视场交叉而是相互平行，如图2所示。

这种摄像机阵列的特点是没有重影区域，不需要用后视频图像处理来解决由重影区域带来的问题。但是在整个视场中却留下了数条无限长的盲区。减小摄像机之间的距离可以使盲区的宽度变窄，但这些盲区无法被消除，因为摄像机有自己的体积，不能被重叠放置。这种摄像机阵列适合拍摄远处景物，因为盲区的宽度总是固定的，拍摄的景物越远，盲区造成的信息残缺越不容易显露。

这两种摄像机阵列拍摄全景式视频都各有优缺点，视场交叉式摄像机阵列可以在相同景深处良好的拼接，但在其他重叠区需通过后期图像处理以达到完美呈现效果；视场平行摄像机阵列总会受到盲区的影响，无法做到完美拼接，但可将盲区收敛在可接受的范围之内。总的来说，这两种构建方式都不算完美，要想达到完美的全景视频呈现，还需对拍摄好的视频进一步图像处理。

3 沉浸式全景视频图像处理

要想画面对应的物理空间视域达到全包围的程度，就需要图像画面可以包含水平方向360°、垂直方向180°的视域。最为理想的投影模型为正方形投影，如图3所示。观众处于这样的6幅画面包围在中心，最终的视域范围同样可以达到水平360°、垂直180°，并且画面是绝对不存在任何扭曲变形的。

然而，在实际拍摄过程中无论是摄像机所能达到的视场角度，还是支撑摄像机阵列的支架结构设计与制作，都无法达到理想模型的参数要求。细小的机械误差都可能在最终沉浸式图像呈现上留下明显的瑕疵。因此，为了达到完美的全景图像，就需要将摄像机阵列拍摄的多个图像进行拼接和边缘融合。

要想把全物理视域真实场景正确地展示到一张2D图像上，就需要一个转换过程，这样，真实的场景与2D图像就会有一个映射关系，投影就是这种映射关系，沉浸式视频的显示终端也将按照投影方式还原真实场景。目前最常见的投影方式就是球面投影。如图4所示。

P为三维空间中的一点，q为P点在二维平面的投影点，可根据q点利用相应的逆转换得到P点，再将P转换为球面坐标。

球面投影的特点是水平视角的图像尺寸可以得到很好的保持，而垂直视角上，尤其是接近两极的时候会发生无限的尺寸拉伸。沉浸式视频的显示终端可按其映射方式将这些明显变形的画面还原为全视角的内容，进而让使用者有一种身临其境的包围感。

因为人的双眼存在一定的视角差，双眼各自看到的图像有一定的差异，再通过大脑的解析计算就可以得到立体的感受。因此，在沉浸式视频的显示终端上仅仅是通过投影方式的变换生成的一幅360。的全景内容，无法呈现出立体的效果。要想得到立体效果沉浸式视频，也必须采用左右眼水平分隔显示的模式。

要得到立体的效果通常有两种方式。一种是在拍摄端做出一些调整，采用3D拍摄，将原来的摄像机阵列由原来的6台改成12台组成，即每个方向都有左右眼视频，都是由两台摄像机负责拍摄。然后分两次对6个视频进行拼接和处理，输出两个不同的全景视频。另外一种是在原始的全景画面上分别截取两个画面，其中一个画面向左偏移一点，另一个画面向右偏移一点，然后各自做一个轻度的透视变换，以模拟视线角度的偏转。这样构成的立体画面在多数情形下也具有一定的立体欺骗的效果，而且左右偏移量不好掌握。这两种方式各有优缺点，第一种方式在拍摄端增加了成本和拍摄复杂度，但是可以得到较为完美的立体效果。第二种方式虽然拍摄端相对简单，但是增加图像处理的难度，而且对于近处的景物，或者左右眼画面中的景物存在遮挡关系的时候，则无法达到立体的效果。

nlc202309091136

4 沉浸式全景视频在直播中的应用

沉浸式全景视频非常适合现场直播。很多现场直播的场景比较开阔，而在传统的现场直播中，一台摄像机机位的视角比较有限，通常一个讯道由一个摄影师来操纵，拍摄大多数观众所感兴趣的区域，如比赛的热点区域。远程的观众只能被动地观看所拍摄区域的影像，不能像坐在现场的观众那样主动观看场景中的任何地方，没有自主性。沉浸式全景直播采用一组摄像机，将场景中的所有区域全部以视频的形式拍摄下来，传送给中央视频服务器。中央视频服务器实时地将这些视频合成为一个超广角的全景视频，并按照远程观众的需求，将全景视频的一个区域，通过网络传送给观众。远程的观众可以自由选择全景视频中的任意区域进行观看，并且还可以实时地改变观看区域，选择视域的位置信息参数通过头戴式显示终端的转动角度确定。当人们佩戴这种显示终端来观看现场直播时，就好像置身于现场一样，可以随意环顾四周，选择自己感兴趣的视角。

沉浸式全景视频直播系统主要组成部分包括摄像机阵列、视频处理服务器和显示终端。全景摄像机群阵列设置在拍摄前端，负责拍摄现场的各个位置的视频图像，并将拍摄好的多路视频摄像机传送给后台的视频处理服务器。视频处理服务器需达到图形工作站级别，它能够将多路视频合成为一个全景视频，并能根据各个终端所返送的位置信息将全景视频图像的剪裁、编码等步骤，通过网络发送给终端显示。目前的显示终端均为穿戴式智能设备，包括智能眼镜、智能头盔等，这些智能设备也都具有互联网接入功能。显示终端接收服务器端发来的现场实况视频，并将它进行解码和显示。如果观众想看其他方向的画面，只要像在现场一样环顾四周，智能设备就能根据所转动的角度确定位置信息，返送给服务器端，服务器端再根据位置信息判断观众想要观看的区域，将此区域重新裁剪编码后再发送给显示终端。整个沉浸式全景视频直播系统架构如图5所示。

与传统现场直播相比，沉浸式全景视频直播有以下特点：

（1）需要全方位实时采集场景中的全部影像；

（2）可以由观众自主选择其感兴趣的视域；

（3）让观众如同身临现场，可以更好地感受现场的气氛，现场参与感也非常强。

5 结语

本文简单分析沉浸式全景视频的拍摄原理，介绍常见的全景图像的处理方式，还提出一种可行的沉浸式全景视频直播系统架构。相对于传统直播，沉浸式全景视频直播增加了空间的信息，可以对真实的物理空间无限模拟和接近，给人以沉浸式的真实体验。尽管目前沉浸式全景视频的内容还较为匮乏，观看时也需要佩戴昂贵的终端，直播方式也不及传统直播方式成熟，但是在时空构建、主观感受方面，沉浸式全景视频都给观众带来了全新的体验。在互动方式上，全景视频直播也拥有无可比拟的优势，其后台可以对观众的行为数据搜集和分析，从而调整现场直播导演的制作思路，这也符合当前数据挖掘的技术发展趋势。相信，在不久的将来，沉浸式全景视频应用能够找到一种适合的商业模式，给传统视频行业注入新的动力。

（编辑 张冠华）

视频通信技术分析论文 篇6

基于流媒体视频数据自身的特征, 其对应的通信系统也呈现出某些特征。一个相对典型的视频通信系统由五个部分组成, 即信源编码、信道编码、信道传输、信道解码以及信源解码, 在这个过程中, 存在有三类面向于视频传输的差错控制技术, 即基于编码器的差错弹性技术、基于解码器的零冗余差错隐藏技术以及基于编/解码的交互式差错隐藏技术, 三种控制技术作用的领域不同, 从不同的侧面确保整个视频差错控制能够得以实现。

1 基于编码器的差错弹性技术浅析

对于基于编码器的差错弹性技术而言, 其主要的工作任务在于在信源或信道编码器码中添加一定的冗余信息, 从而实现视频流对信道差错的兼容水平。这种工作方式与传统编码器有着本质区别, 传统编码方式主要通过最大可能剔除视频数据中的冗余信息, 从而来实现最大的压缩比。此种工作方式在传输发生错误的情况下, 无法有效展开恢复工作, 而基于编码器的差错弹性技术则是针对此种状况增加冗余从而实现改善。在这个技术体系中, 分层编码 (LC, Layered Coding) 、多描述编码 (MDC, Multiple Description Coding) 和前向纠错编码 (FEC, Forward Error Correction) 是三种相对典型的编码工作方式。其中LC是视频信号分成一个基本层和多个增强层, 其中基本层包含视频信号的基本信息, 用于恢复产生可以接受的低质量信号, 而增强层则包含视频信号的更多细节信息, 用于实现视频传输质量的提升。而MDC, 则将同一个视频信号编码成多个相关且同等的描述, 不同的描述在不同的信道之上展开传输, 每一个独立描述都需要提供一个基本级别的视频质量, 多个描述则能够提供一个经过改善的视频质量。此种工作方式不需要网络提供过于可靠的信道, 但是编码效率相对较低。对于FEC而言, 是当前相对较为常见的编码方式, 其工作方式主要由编码端增加发送能纠正错误的编码, 这样在信号送达之后, 解码段依据接收到的码依据编码规则, 实现对于传输中的错误编码实现更正和纠错。此种工作方式无需专用反馈信道, 并且效率也相对较高, 实时性好, 但是随着纠错能力的提升, 编解码设备会偏于复杂, 从而限制其纠错能力。在该领域中, 常用的纠错码种类有很多, 包括BCH码、RS码以及RCPC码等都相对常见。

以上的三种编码方式, 其工作的主要特征是借助于改变编码结构实现对于信道的适应能力, 在实际工作中, 还可以通过阻止差错在时空间累积或者快速恢复同步两种手段来实现差错弹性技术。其中前者常见技术包括INTRA更新和独立分段编码为主, 而后者则更多以熵编码以及双向解码和可逆变长编码的形式出现。

2 差错隐藏技术分析

基于解码器的零冗余差错隐藏技术主要是利用人眼的差错遮蔽特性以及视频信号空间和时间方面的相关特征, 从之前接收到的无错视频信息中获取相关特征数据, 来实现对于含错视频传输数据的近似恢复和纠错, 借以实现对于解码后图像质量的提升, 最终使得能够被人类视觉系统所接受。此种工作方式完全基于解码器而展开工作, 对于信道没有过多要求, 并且由于整个传输过程中并未引入冗余, 因此也被称作为零冗余技术, 对于含错视频数据的修正完全依据既往数据的深入分析展开, 因此对于解码器的计算能力有着相对较高的要求。

对于这样的一个工作过程而言, 具体包括了差错检测和差错隐藏两个阶段的工作。其中差错检测负责对于获取到的视频数据进行差错查找, 具体包括传输层差错检测以及解码端差错检测两中主要途径。前者主要利用数据包的头部信息展开工作, 由于当前流媒体在传输的过程中会产生多个数据包, 并且包头标有连续编号, 因此当序号不再连续的时候即可判断有所丢失。后者则多采用同步码的方式展开工作, 常规的做法是在每个数据块扫描行的尾部加入同步码, 并且参与对比从而判断是否有错误产生。相对而言, 传输层差错检测相对可靠, 但是需要增加额外的比特开销, 因此在实际工作中两种方法通常依据环境结合使用。

对于差错隐藏工作而言, 之前已经有所述及, 基于解码器的差错隐藏技术, 即以之前的无错数据来实现对于含错数据的修正, 常见的技术包括编码模式恢复、运动矢量MV恢复以及纹理信息恢复三种。而基于编/解码的交互式差错隐藏技术, 常见的则包括有条件的自动请求重发 (ARQ, Automatic Repeat re Quest) 、基于反馈信息的参考帧选择 (RPS, Reference Picture Selection) 以及五码追踪三种。不同的隐藏技术会呈现出不同的工作特征, 因此在实际环境中需要依据具体情况加以选择使用。

3 结论

在当前的视频传输工作领域中, 确保数据传输的准确率和效率是两个需要兼顾的重要方面, 唯有在实际工作中不断深入探究相关差错控制技术的运行机制以及相关特征, 并且结合具体情况, 来对不同技术进行选择, 才能获取良好传输效果和效率。

摘要：文章就当前信息传输环境的客观需求做出分析, 并且针对视频流媒体数据的传输工作特征, 就当前在该领域中主要的到应用的三类视频差错控制技术做出了深入讨论, 对于深入认识视频差错控制相关领域的发展有着一定的积极意义。

关键词：视频,传输,差错控制

参考文献

[1]梅峥, 李锦涛.细粒度扩展视频均等质量流化算法[J].软件学报, 2006, 17 (12) .

视频通信技术分析论文 篇7

1 视频分析技术工程化经验

视频分析技术的应用需要一些物理条件来保证, 如摄像机的安装位置、现场光照情况、摄像机安装紧固程度等, 会影响视频分析的性能。而用户往往忽视这些条件, 工程设计中不考虑视频分析因素, 造成视频分析技术只能局限于现场实际条件, 使得视频分析难以发挥功能优势。同时, 由于目前的视频分析技术需要学习和适应场景, 因此视频分析的后期优化工作也会影响整个视频分析技术应用的成败。

1.1 智能视频监控系统设计

引入视频分析应用之后, 视频监控系统设计在摄像机参数选择、摄像机安装位置、现场灯光照明设备等方面与原来相比发生了很大变化。以视频分析入侵检测应用为例, 摄像机的参数选择需要考虑入侵检测所能侦测的最小目标像素值, 并结合实际场景的覆盖距离, 计算摄像机所应采用的焦距等参数。摄像机的安装角度和高度也应该适应分析算法的要求, 使场景尽可能匹配算法中目标透视变换的关系约束。针对夜间视频分析应用, 现场应保证防护区域内的光照强度, 监视场景尽可能避免天空等非感兴趣区域 (见图1) 。

1.2 视频分析部署的优化

视频分析不同于传统的软件组件, 不能即插即用, 原因有两方面:一是视频分析技术仍处于发展阶段, 在发挥实际功能时还需要大量内部参数的配置, 甚至是算法本身的改进;二是现场环境尤其是室外环境光照、天气等变化复杂, 视频分析算法需要重新调整和优化以适应新的场景。若要降低系统误报提高侦测率, 以改进视频分析性能, 就需要复杂的调试, 而且这种调试没有捷径, 需要长时间的试验, 不断地测试和优化, 最终使视频分析性能达到最佳。青藏铁路和京津高速铁路的视频分析功能经过多次配置参数优化和算法调整, 最终获得较好效果。针对算法和固件进行优化后, 视频分析的性能表现有了显著提升 (见图2) 。

总之, 对一款视频分析产品的工程实施而言, 优化工作决定着其性能表现的成败, 在某种程度上可否优化及可优化程度也是衡量一款视频分析产品优劣的具体指标。

2 视频分析技术的挑战和对策

2.1 误报问题

视频分析技术的引入初衷是为了降低人力成本, 但如果系统误报过多, 同样会带来需要更多人力资源去维护处理报警的弊端。尽管少数厂家能够做到较低的误报, 但是目前大部分厂家的产品存在误报过多的问题。这些厂家虽可以调整参数降低误报, 但同时也会带来正报率的降低, 用户无法接受。因此, 不断改进视频分析算法, 提高视频分析算法本身水平, 在降低误报率的同时提高侦测率, 才是视频分析技术发展的必由之路。

2.2 维护问题

视频分析的性能优化需要相关专业人员, 一般用户无法经过简单培训就能够熟练进行优化, 这是视频分析技术当前面对的一个重要问题。虽然这个问题可以由视频分析厂商及系统集成商的技术支持人员来完成, 但这无疑给视频分析技术的推广和发展带来了不利影响。所以, 目前视频分析厂家急需尽快开发出能够进行在线学习和自我适应的视频分析算法。

2.3 成本问题

持续的售后优化服务所导致的不可预见成本是当前视频分析技术推广最大障碍, 但最终会趋于一个平衡状态。以快球市场为例, 随着目前国产快球被市场越来越多的认可, 其价格由最初的几万元降到目前可接受的价格。视频分析市场也会有一个相似的轨迹, 市场会逐渐上升, 价格会逐渐下降。

3 结束语

虽然视频分析技术目前存在诸多挑战, 但与传统监控系统相比在节约人力成本、节约存储空间和智能性等方面存在巨大优势。事实证明, 通过选择性能表现较佳的视频分析算法和权衡集成商优化调整部署的能力和支持程度, 视频分析的性能可以达到用户可接受水平。

参考文献

铁路视频监控系统技术分析及应用 篇8

近年来, 我国铁路事业取得了非常快速的发展, 特别是高铁及各客运专线的开通, 使人们对运输的安全性更为关注。为了更好的保证铁路运输的安全, 铁路专线维护单位和公安部门都加大了排查的力度, 避免铁路沿线突发事件所导致的事故隐患的发生, 在实际工作中也取得了一定的成效, 但由于铁路沿线较长, 线路较多, 所以给维护和排查工作带来了较大的难度。而且这种方式也越来越无法适应当前铁路快速发展过程中对安全运输的需求。而综合视频监控系统在铁路上的应用, 有效的解决了这一问题, 实现了铁路系统网络集中监控的管理, 有效的规避了传统人工维护管理模式的诸多弊端, 为铁路系统管理提供了更为先进和直观的管理手段。由于该系统是利用网络技术、数字化技术和信息化技术的高科技系统, 所以通过视频监控系统的构建, 为铁路运营提供准确的初步信息, 而且网络信息和视频信息还实现了资源共享, 对提高铁路行业管理水平起到了积极的作用。

1 铁路视频监控特点

铁路的视频监控系统, 要求采用先进的视频监控技术, 基于铁路系统的IP网络, 构建数字化、智能化、分布式的网络视频监控系统, 满足公安、案件、客运、调度、车务、机务、公务、电务、车辆、供电等业务部门及防灾监控、求援抢险和应急管理等多种需求, 实现视频网络资源和信息资源共享。铁路的视频监控系统通常采用先进的视频编码及视频分析技术, 实现低码流下高清晰视频图像采集、编码、传输、录像、转发及自动报警功能。指挥人员和警务人员通过自己工作区域内的大屏幕或电脑工作站可以清楚地了解辖区和全线车站、区间、桥梁、路基、机房等重点区段和设备的情况, 并迅速、准确地处理突发事件。

2 铁路视频监控主要需求

铁路视频监控应用的具体设备包括摄像机 (多数是室外PTZ云台摄像机及室内外快球一体摄像机) 、编码器、硬盘录像机 (DVR) 、网络录像机 (NVR) 、中央管理平台 (CMS) 、视频分析设备 (VCR) 、解码显示及存储设备。对铁路视频监控系统的总体要求是:安全、可靠、开放、可扩充等。做到技术先进、经济合理、实用可靠。

而就目前来说, 切实地满足在整个铁路运输过程中, 视频监控系统的即时、可靠、全面运行, 存在着诸多的困难。首先, 不同于一般的监控对象, 铁路视频监控点位通常比较分散、跨度比较大, 一般几百甚至上千公里。其次, 作为连接各地的轨道交通行业, 铁路视频监控摄像机需要户外工作, 环境通常比较恶劣, 监控点多为室外高杆或钢架上安装, 施工难度比较大;

此外, 由于其恶劣的户外环境因素影响, 视频采集、编解码及部分存储设备分散分布在无人值守机房, 安装调试成本高;食品分析环境复杂、风霜雨雪雾、摄像机抖动、灯光等干扰因素可能导致失误报警。同时不能忽视的是, 作为运输旅客的工具, 铁路用户数量众多, 系统需要有良好的权限管理、视频流并发访问及转发能力支持, 尤其面对时速300公里的高铁时代, 海量的数据处理与分析也是视频监控系统操作的一大难点。

3 视频监控关键技术分析

3.1 IP组播传输技术

在传统的网络传输中, 大都采用点对点的传输方式, 这种方式比较可靠。但对于一点向多点传输相同数据的情况下, 这种方式就不能充分利用带宽, 使传输的路数有限。随着IP技术的日渐发展成熟, 通过IP网络直接传输视频图像, 轻松地实现监控的远程传输, 进一步实现双向应用。IP组播就是为了解决这个棘手问题而开发出来的。IP组播采用了组地址的概念, 把需要视频流数据的用户编入用户组, 并利用一些高级的网络协议来确保最经济地利用带宽, 把数据通过用户组传递给真正需要的用户。它的基本方法是:当某一个人向一组人发送数据时, 它不必将数据向每一个人都发送数据, 只需将数据发送到一个特定的预约的组地址, 所有加入该组的人均可以收到这份数据。IP组播还能减轻服务器的负担, 提高视频服务器应用程序的效率, 从而革命性地改变网络的性能, 节省大量的网络带宽。

3.2 MPEG-4编码技术

MPEG-4是新一代基于内容的多媒体数据压缩编码国际标准, 它与传统视频编码标准的最大不同在于第一次提出了基于对象的视频编码新概念。基于内容的交互性是MPEG-4标准的核心思想, 这对于视频编码技术的发展方向及广泛应用都具有特别重要的意义。

MPEG-4不仅可提供高压缩率, 同时也可实现更好的多媒体内容互动性及全方位的存取性, 它采用开放的编码系统, 可随时加入新的编码算法模块, 同时也可根据不同应用需求现场配置解码器, 以支持多种多媒体应用。

MPEG-4提供了基于内容 (对象) 的随机存取方式, 在有限的时间内能以较高的分辨率, 按帧或任意形状对象, 对一个音视频序列进行随机存取。例如, 可以一个序列中的某个音视频对象为目标进行快进搜索。

MPEG-4的编码系统是开放的, 为各种多媒体应用提供一个灵活的框架和一套开放的编码工具, 不同的应用可选取不同的算法。解码器是可编程的, 各种解码工具可与信息内容本身一起下载。

3.3 集群存储技术

所谓集群存储是一种开放式的存储架构, 采用分布式的操作系统, 将多台物理存储设备中的存储空间聚合成一个能够给应用服务器提供统一访问接口和管理界面的存储池 (也叫统一命名空间) , 应用可以通过该访问接口易于管理存储池后端物理存储设备上所有的磁盘, 充分发挥存储设备的性能和磁盘利用率。数据将会按照一定的负载均衡策略, 从多台存储设备上存储和读取, 以获得更高的存储性能。

4 视频监控系统在铁路通信的应用

4.1 运营调度视频监控

实现对全线“公跨铁”立交桥的全天候远程实时监控, 对落物发现、人员入侵、设备遗失等异常情况实施全天候监控, 防止影响安全事故的发生;对各车站咽喉区实时视频监控, 全天候监视列车进出站情况, 对咽喉区的异物入侵、设备丢失等情况进行主动警示;对车站行车情况实时视频监控。

4.2 通信/信号视频监控部分

对各车站通信/信号室、各信号中继站、GSM-R基站、维修工区的通信室等无人值守机房进行视频监控, 通过与相关系统的配合, 实现告警后触发相关视频的动作及联动。

4.3 变配电站视频监控:

对全线开闭所、牵引变电所、AT所/分区所等无人值守场所进行视频远程监控;对10k V配电所无人值守设备工作状态及场所进行远程视频监控。

4.4 客运服务视频监控

对全线车站重点场所以及其他相关场所进行视频监控。

5 结束语

视频通信技术分析论文 篇9

1实时化视频网络传输系统架构形态观察研究

任何一类完整格式的视频网络传输系统,长期联合视频精确化采集、引导程序科学编码、控制协议统一调试等工序加以舒展, 确保能够在既有时延和丢包特性控制范畴内,建立起以TCP/IP通信网络为基础的视频多元化应用服务流程。如今广泛沿用的视频网络传输系统,其对于视频流发送端采样工作加以高效模拟演练,在数字视频资料获取完善之后立即加以编码操作,进一步从中衍生能够直接面向网络通信工作的视频码流。之后在标准反馈信息指导下, 细致估计网络传输带宽度,同时完成编码器输出效率自适应调试任务,避免最终视频码流和网络既有传输带宽交接期间滋生任何不必要的限制危机。同样地,对于接收端来讲,技术人员也应联合内部视频流信息加以精确化解码验证,并且实现内部视频信号、网络传输参与、反馈控制内容的重新定义发送指标。

2视频采集模块单元技术支持性特征验证解析

此类模块主要利用视频A/D与D/A、同步逻辑控制与数据多元化存储器具搭建形成。其中A/D结构单元,主张将不同标准样式的模拟视频信号快速转换成为数字形式的视频信号资源,并将此设定为内部支持性子单元特有的输入校验数据。相对地,逻辑产生区域,会集中一切手段将FPGA、CPLD筛选完毕,进一步贯彻同步逻辑掌控指标,避免今后数据信息采集期间滋生任何与实时特性冲突的因素。需要加以强调的是,核心技术人员在进行视频数据精准解析和科学处置活动中,模块信息采集和运算工作量着实难以估计,为了将预设实时性指标稳固发挥,相关操作主体会自然地将核心注意力投射在专业性处理芯片层面之上,相信经过高速化DSP、FPGA等媒介百般交接过后,有关视频最终传输任务便也顺利交接完成。对于此类采样芯片选取工作来讲,工作人员完全可以将视线锁定在TI公司开发的数字视频解码器TVP5145结构之中, 其可以将一切和NTSC、PAL等相关的制式模拟视频功能快速转化为数字复合样式。结合笔者创新式网络视频传输系统搭建要求观察, 有关视频A/D单元主要利用飞利浦公司提供的可编程视频输入引导芯片SAA7111。须知此类部件主要凸显CMOS既有工艺特性, 当中穿插着四路模拟视频输入交接通道,尤其经过I2C总线接入过后,主机终端便能够更加方便地完成特定器件初始化调试任务。另外,SAA7111芯片之中自行产生模拟通道最优选择功能,能够针对输入视频加以抗混叠滤波填充,当中包含的8位样式的A/D转换器至少存在两个。再就是此类芯片已经完全实现钳位、增益自动化控制预设指标,其中时钟产生和多制式解码功能,都相应地在视频亮度、色度以及饱和度方面加以片内疏导管理。

3视频编码与解码模块的细致性开发和高度转接沿用

单纯透过笔者构筑的传输用户终端平台结构形态观察,其中核心编码模块主要结合Anabg公司提供的实时化视频压缩解压芯片,如ADV611等加以编码操控。这部分芯片主要在小波变换视频解码工作中发挥独特适应能效,并且保留独有的质量窗特性,能够集中一切手段将单位场视频图像内部元素进行更高程度的解压。 这类强调的质量窗,实质上就是将方框尺度和位置定义主导权力交托给用户,而内部图像便依照预设比例进行自由压缩,并且不会对图像对比度质量造成过度影响。借由既定实践结果整理判定,涉及编码、解码期间相关的压缩、解压参数,具体是配合主机、主机接口进行ADV611单元传输的,相应地就是强调主机必须针对ADV611提供丰富样式的编码指导性参数内容。所以,结合AD公司开发的ADSP2185能够对ADZ611急需的各类参数计算、高精度传输提供技术支撑保障,并且在ADV611编码工作处理完备过后,有关裸压缩数据流便可以自动完成网络传输编码任务,进一步生成可以高度迎合网络传输的视频流信息内容。

4结语

视频通信技术分析论文 篇10

【关键词】现代化；视频职能技术；承德避暑山庄；文物保护

一、对承德避暑山庄以及文化保护的概述

对于承德避暑山庄而言，是我国现存最大的皇家园林，也是世界文化遗产中的瑰宝，实现对我国不同地域古建筑艺术的全面融合，彰显清王朝在繁荣时期在经济、政治以及文化方面的发展状况和水平，在历史价值和科学研究价值方面都比较突出。为此，文物保护机构为了充分发挥其在文化遗产方面的作用，按照相关规定，重视文物的保护，积极抢救一些濒临危险的项目，对文物进行合理利用，强化管理，进行了大量的修缮工作，收到一定的效果。随着了旅游业的不断发展，人数和规模都在扩大，景区的文物保护与管理工作凸显重要性，面临的主要问题就是开展有效的文物保护与管理工作。当前，避暑山庄在管理方面仍采用传统的方式，大量资源被耗费，但是，仍不尽如人意，存在一些管理的盲点，形成隐患。随着社会的不断发展，景区文物保护工作需要将互联网有效融入其中，与行动计划进行积极融合。当前，作用比较突出的就是互联网技术与人工智能相结合的视频智能分析技术。这一技术的应用，使得人员的劳动强度被降低，降低人为因素的影响，实现预警的作用，及时进行判断，提高山庄文物保护的水平。

二、对视频智能分析技术特征的分析

视频智能分析技术隶属计算机图像视频技术的范畴，实现所在知识领域的技术，如图像识别、处理、软件工程、跟踪等。这一技术与传统的移动侦测技术相比，其区别就是能够进行静态背景与动态目标的合理分隔，实现对真正目标的有效识别，减少目标所处环境所产生的影响和干扰，能够进行及时的分析，而后进行精准的追踪，以图像的形式进行目标行为的呈现，有助于及时发现异常状况，发出警报和预警，提醒相关人员作出处理措施。

1.发挥预警和报警的作用。对于传统的监控摄像，其能够完成的是对人的行为的记录，即便出现异常情况，是通过事后人工图像的分析来实现的。但是，视频智能分析技术的应用，可以结合现场实际，将不同的预警目标和计划设置在不同的视频关了系统中，如果有目标出现有违预定规则的行为，系统就会立即发出报警。因此，这一技术突破了事后处理的局限，借助对下一时间点状况的预测来消除隐患。以视频智能分析技术为基础的管理系统，借助智能化的识别算法，对摄像机场景内目标的违规行为进行判定，而后激活报警机制，通过声音、视频等信息，将信息转达给管理人员，包括具体的时间、地点、目标的状态和特征等，促使现场人员能够快速到达现场，进行相应的处理。

2.能够针对逃逸现象进行及时追踪。视频智能分析技术实现了计算机处理技术与图像分析算法的有机集合，借助图像，实现对目标特征的分析，对图像进行放大处理，场景叠加，而后实时进行上传，输送到管理后台，作为证据进行存储，同时，立体生物统计学，分析之后形成数学模型，实时进行全系统采集信息的特征对比，既能确认人像已经完成的运动轨迹，同时，也能够对滞留的位置、时间等进行判断，预计下一步的方向和轨迹。

三、对视频智能技术在承德避暑山庄文物保护中功能的分析

1.将周界警戒以及入侵系统部署在重点保护区域。对于山庄内的一些重要古代建筑物的周围，如四知书屋烟雨楼、林下戏题碑等，同时也包含一些禁止涂刻的景点的外围，需要进行周界红线区和入侵系统的设置，结合山庄具体规定，设置警戒红线区，对进入红线区以内的目标的行为进行自动检测，如果发现有违预设警戒原则的情况，要向管理人员发出警报信息，进行目标标注，对其轨迹进行传达，为及时处理提供更多的证据。

2.将绊线监测系统设置在防火区域的边界为位置。在防火期间内，要在松云岭榛子峪等景区的各个沟扣的位置，根据现场实际，设置虚拟绊线，形成穿越绊线的主要原则和规定，对穿越的方向进行合法和不合法的区分。一旦发现目标非法穿越绊线，要及时向管理人员汇报，标志行动路线，实时进行监控。

3.在重要的路口需要进行违规人员检测追踪系统。在山庄中，要在主要的万树园门城关门等的出入口的位置，同时，还包括重要的通道，设置检测追踪系统，对于有违规定，进行景物破坏的行为进行人像的自动搜索检测，将通过系统抓拍得到的图像与特征库进行比对，对其出现进行准确的分析和判断，自动进行报警程序的启动。

【参考文献】

[1]殷晓彤.世界遗产视野下植物景观的保护管理研究[D].浙江农林大学，2014

[2]王静宇.承德避暑山庄古典皇家园林的景观拓展与意境研究[D].西北农林科技大学，2013

[3]林翠华.试分析承德避暑山庄文物保护的现状及其发展[J].中国民族博览，2015，11：69-70

[4]刘佳福.承德避暑山庄及周围寺庙城市空间的整体保护与有机更新[D].天津大学，2003

[5]陈浩.世界文化遗产承德避暑山庄及周围寺庙的保护与管理[J].河北民族师范学院学报，2013，03：20-21

视频监控系统关键技术及发展分析 篇11

随着人们对安全的需求日益强烈, 视频监控系统作为一种安全防范的有效手段, 越来越受到各界的广泛关注。并且随着信息、网络、通信及多媒体等技术渗透到人类生活的各个领域的同时, 视频监控也开始走进人们的生活。对视频监控系统的研究也成为了当前的热点。

1 视频监控系统发展现状

现在国内外市场上, 主要推出的是基于PC的视频监控系统和基于嵌入式的网络监控系统, 模拟视频监控系统已经基本被淘汰。基于PC的视频监控系统技术发展成熟, 性能稳定, 经济实用, 不少中小型企业单位仍然采用。随着嵌入式技术的快速发展, 网络摄像机性能进一步稳定, 价格日趋合理, 并呈现出很多优点, 在视频监控领域地位逐渐提高。据中国报告大厅网络报告显示:从2006年开始, 全球网络摄像终端的市场年增长速度达到70%。到2008年, 全球网络摄像终端市场规模达到20.68亿美元。预计2011年将达到86.61亿元人民币。未来5年之内, 网络视频监控都将保持约38%的年增长率, 会有越来越多的视频监控系统采用完全数字化的技术。

2 视频监控系统关键技术

2.1 视频编解码技术。

目前, 国内外有多种视频编解码标准, 但是对于视频监控系统, 比较流行的主要有MPEG-4, H.264, AVS。其中前两种代表着视频编码技术的国际先进水平, AVS技术是我国自主知识产权的视频编码技术, 也达到国际水平。MPEG和AVS都采用了混合编码框架, 包括变换量化、熵编码、帧内预测、帧间预测等技术模块。但是具体每种标准对当中具体技术都进行了改进。

MPEG-4标准支持MPEG-2的大多数功能, 提供不同的视频标准源格式、码率, 同时支持基于内容的图像编码。其核心是基于内容的AV信息存储及操作, 支持交互性、高压缩比及能用存储性。与H.264及AVS相比, 压缩比小, 数据量大, 占用带宽多, 在移动设备中使用存在不足。

H.264采用DPCM加变换编码的混合编码模式, 多模式预测技术, 获得了交换的压缩性能。针对视频的网络传输的需要, 采用了分层技术。还设计了差错消除工具, 便于压缩视频在无线环境中传输。另外, 在混合编码器的基本框架下, 对关键部件做了重大改进。很好的提高了压缩比, 具有较强的抗误码特性, 无线信道中传输的适应性更强。但是性能的提高也加大了算法的复杂度。据估计编码复杂度大约相当于H.263的3倍, 解码复杂度大约相当于H.263的2倍。

AVS采用与H.264类似框架, 同时充分考虑实现复杂度。采用8X8整数变换、变换量化、帧内预测、等特征性技术。变换量化采用8×8块变换较H.264的4×4更能使图像的能量集中, 压缩效果更好些。但变换涉及乘法运算, 计算复杂。帧间预测限制参考帧个数, 最小尺寸为8×8, 降低了内存占用量, 减少了技术复杂度。对所有数据都使用Gxp-Golomb编码, 提高了压缩效率, 降低了计算复杂度。通过对传统技术算法的改进, 编码效率和图像质量都得到了进一步提高。在图像质量相近的情况下, AVS与H.264压缩率相近, 比MPEG-4平均节约39%的传输码流, 而解码复杂度相当于H.264的30%, 编码复杂度相当于H.264的70%。计算复杂度得到了降低, 系统效率得到了相应的提高。达到了国际水平, 但是整个标准也存在很大的不足, 有待进一步改进。

在无线网络视频监控中, 倾向于采用H.264标准, 而且, H.264针对无线网络环境, 采用了几种新的抗误码技术。必将在数字视频的通信和存储领域得到越来越广泛的应用, 但采用H.264要面对巨大的专利费。AVS虽然存在一定的不足, 但标准水平也达到了国际水平, 且采用自主知识产权, 也将有广大的市场。所以将来将是两者共同发展。

2.2 传输技术。

在视频监控系统中, 视频图像的传输质量直接影响系统的监控质量。视频信号虽然已经过压缩, 但数据量还是很大, 特别是当几路视频信号同时在网络上传输时。大量的数据传输会造成传输网络的拥塞, 数据的延迟及丢失, 因此良好的传输协议和传输方式的选择至关重要。

2.2.1 传输协议。

TCP/IP协议最初是为提供非实时数据业务而设计的, TCP/IP协议的重传机制和网络拥塞控制机制会引起传输延时和耗用大量的网络带宽。因此TCP它不适合传输实时视频数据。

UDP是无连接的传输协议, 不必在数据报丢失或出错时要求服务器重发, 因此紧凑快速。而音视频数据的传输往往要求实时传输, 同时又允许在性能要求范围内存在数据错误率和丢失率, 因此UDP协议适合对音频和视频数据传输。但是UDP存在不可靠性, 必须考虑如何处理连接和如何保证可靠性等问题。在视频监控系统中, 一般采用UDP配合RTP和RTCP协议通信。

RTP本身并不提供可靠的传送机制, 也不提供流量或拥塞控制及QOS保证, 它依靠RTCP提供这些服务。RTCP是与RTP同时存在并协同工作的控制协议。它通过定义的各种包来承载控制信息, 以监视网络服务质量、通信带宽以及网上传送的信息, 并将其通知发送端。

因此, 在网络视频监控系统中, 用RTP/UDP来传输实时数据, RTCP负责传输状态。根据终端的不同, 在应用层可能采用不同的协议, 但是在网络层和传输层多数都采用的IP, UDP, RTP, RTCP协议。

2.2.2 传输方式。

在网络视频监控系统中, 通常存在一个监控现场有多个远程监控中心, 或多个监控现场有多个远程监控中心, 现场主机需以一对多或多对多的方式把视频数据发送到客户端。仅仅依靠TCP或UDP建立一对一的传输方式, 会造成网络带宽的巨大消耗及服务器的沉重负担。面对越来越大的用户群, 视频传送方式将会成为视频传输的瓶颈。传输机制将成为视频业务发展到一定规模后必将面临的问题。是否具备高效的视频传输机制将成为判断视频监控系统优劣的一项重要指标。

现有网络视频监控系统中, 常见的传输方式有:单播和组播广播。而对于不同的视频传输应用中, 单播和组播具有各自的优势。单播方式可以为客户端提供对流的最大控制权, 但是有多个用户请求时, 需要将数据包复制多个拷贝, 以多个点对点方式发送到请求用户, 这将造成服务器的沉重负担及网络带宽的浪费。组播在多个用户请求同一个服务时, 服务器只需发送自己信息的一个拷贝到所有接受者的IP组播地址中, 而不是发送多个信息, 所有用户共享同一信息。采用组播技术很好地利用了网络带宽, 提高了网络利用率, 降低了服务器负载。

国际标准化组织虽还未制定如何在融合的异构网络中提供视频广播组播业务的协议标准, 但通过IP多播实现各异构网络之间的视频广播组播已成为学术界共识。在各种无线网络中如何高效地进行视频广播多播也是当前国际学术研究的热点。

3 视频监控系统发展展望

首先, 随着无线网络技术的发展, 基于3G, WIMAX, 无线局域网等网络的建立, 为无线视频传输提供了条件。无线视频监控系统本身又具有不受地形限制、成本低廉、机动灵活等特点。视频监控系统的无线化、网络化, 受到国内外运营商的重视, 是将来发展的必然趋势。其次, 随着视频监控系统技术的日趋成熟, 智能化作为技术发展的一个较高层次, 也将是视频监控系统的发展方向。伴随监控环境的复杂, 客户要求的提高, 实时预防报警, 运动检测, 图像识别等技术渐渐要求融入到监控系统中来, 整个系统实现智能化是客户的要求, 也将成为另一个发展方向。另外, 视频监控在产品应用方面, 开始由原来的个别特殊行业, 走向不同的群体。各种大中小型企业, 生活小区, 个人家庭等逐渐走进视频监控市场, 并将成为一股重要群体。为满足不同客户的需求, 整个视频监控市场将呈现多元化发展。

总结

视频监控经历了原来的模拟系统, 到半数字系统, 再到数字系统正在蓬勃发展。当然, 目前的发展中仍然存在不少问题需要进一步完善和发展。但是, 相信随着数字技术、网络技术、信息技术等相关技术的不断发展, 也必将带动视频监控技术的逐步完善, 满足人们对安防的要求, 能够更好地为人类服务。

责任编辑:胡明月

摘要：首先介绍了视频监控系统的现状, 然后对视频监控系统中的关键技术视频压缩编码技术, 传输技术进行了详细分析, 最后展望了视频监控系统的发展趋势。