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流媒体技术及在数字监控中的应用
 

  (2)组播。即利用IP组播技术构建具有组播能力的网络,允许路由器一次将数据包拷到多个通道的播放方式。采用该方式,各媒体服务器只需要发送一个数据、而不是多个,就能同时对若干客户端发送连续数据流而无延时,所有发出请求的客户端共享同一信息包,并且信息可发送任意地址客户端,从而显著减少网络传输数据量。这样,网络利用率显著提高,成本明显下降。

  (3)点播与广播。前者是客户端与服务器间的主动连接方式,用户通过选择内容项目来初始化客户端连接,可选择开始、停止、后退、快进、暂停流等,该连接方式实现对流的最大控制,但由于各客户端独立连接服务器,因而网络带宽难以保证;后者指用户被动接收流的连接方式,该方式中数据包将发送给网络上的所有用户,客户端只能接收但不能控制流,例如,用户端不能暂停、快进、后退数据流等。

  上述几种播放方式中,单播方式需复制多个数据包,并以多个点对点的方式分别传输给所需用户;广播方式的数据包则传输给网络上的所有用户,不管其是否需要,这两种传输方式显然非常浪费网络带宽。而组播方式取上述两种方式之长处,克服其弱点,仅将数据包传输给需要的那些客户。由于该方式不需传输大量数据包,亦不将数据包发送给并非需要用户,有效保证媒体传输仅占用最小带宽。

六、流媒体相关协议

  显然,实现流式传输需合适的网络传输协议。由于TCP协议开销较多,不适合传输实时数据。一般采用HTTP/TCP传输控制信息、用RTP/UDP来传输实时信息,实现流式传输。具体介绍如下:

  (1)实时传输协议RTP(Real-Time Transport Protocol)与实时传输控制协议RTCP(Real-Time Transport Control Protocol)。前者是一种用于网络上针对多媒体数据流的传输协议,适合一对一、一对多传输情况,目的是提供时间信息并实现流同步。它不作为独立网络层实现,而是应用程序一部分,使用UDP来传输数据,但也可在TCP、ATM等协议上工作;后者能为按顺序传输的数据包提供可靠传输机制,并和RTP一起提供流量控制、拥塞控制服务。RTP会话期间,各客户端周期性传输RTCP包。该包中含有已传输的数据包数量、丢失的数据包数量等信息,服务器可根据此信息动态改变传输速率,甚至改变有效载荷类型。上述二者配合使用,能以有效的反馈和最小的开销实现传输效率最佳化,特别适合实时数据传输。

  (2)实时流协议RTSP(Real-Time Streaming Protocol)。Realnetworks和Netscape共同提出的RTSP协议定义了一对多应用程序如何有效通过IP网络传输多媒体数据。其体系结构位于RTP和RTCP之上,使用TCP或RTP完成数据传输。与请求由客户端发出、服务器作出响应的单向方式HTTP相比,RTSP是双向的,使用时客户端和服务器均可发出请求,且提供操纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。

  (3)资源预订协议RSVP(Rresource Reserve Protocol)。由于音频、视频数据流比传统数据对网络的延时更敏感,要通过网络传输高质量音频、视频信息,除带宽要求外,还包括其他方面。RSVP作为网络资源预订协议,通过预留部分网络资源方式,能在一定程度上为流媒体的传输提供良好的服务质量QOS。

七、流媒体技术在数字监控中的应用

  网络的迅猛发展和普及为流媒体业务发展提供了强大市场动力,流媒体技术已广泛用于数字监控、远程教育、视频点播、新闻发布、网络广告、电子商务、视频会议等,其应用将为网络信息交流带来革命性变化。这里主要介绍基于流媒体技术的数字监控。

  数字监控以数字视频处理技术为核心,结合网络技术、多媒体技术,彻底克服模拟监控缺点。系统由视频采集、视频传输、控制中心等组成,对图像实时性、传输速度、并行处理能力、存储容量等要求较高,并支持多种有线、无线传输介质,集视频切换、智能控制、远程传输、布防报警等功能于一身。其信号传输具有以下特点:实时性,即视频信号须实时处理,如实时压缩、解压缩、传输;同步性,即视频信号具有分布性,但用户终端显示时须同步;分布性,即现场采集的图像传输、接收、显示的主机位于不同地点,通过网络相连。视频传输依赖的通信网络包括LAN、WAN、ISDN、DDN、ATM、PSTN等,由于每种网络传输控制及通信协议均不同,适合远程监控的数字视频传输要求标准也不同。目前,TCP/IP协议作为事实上的标准,广泛用于各种网络。要通过网络传输数字视频,自然也须遵守该协议。但该协议最初是为非实时数据业务制定的,实时传输能力较差。而流媒体技术应用于远程数字监控显然是安防领域巨大突破,能有效克服其他传输方式存在的局限性。其显著优点主要表现为:流媒体实现低带宽环境提供高质量音频、视频等;智能流技术可保证不同连接速率下的用户得到相应质量的媒体播放效果;流媒体多址广播技术可显著减少服务器负荷,同时最大限度节约带宽。显然,无论从技术还是市场角度考虑,流媒体技术应用于远程数字监控都有其他方式无可比拟的优越性。特别对窄带远程监控尤为显著,用户不必等远端监控信息传输完毕即可实时、连续播放,有效克服其它方式播放的等待问题,且实时性较好。当然,该方式可能影响视频图像质量,但考虑到视频监控这种特殊场合无需很高的音视频质量,且服务器端的记录已完全满足详细分析、查询、取证之需。

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