探究廣電技術在視頻監控系統中的轉換及應用

摘 要：視頻監控系統作為人類視覺功能的延伸，在許多應用中發揮著越來越重要的作用，有著十分重要的價值。近年來，隨著電子信息技術特別是計算機視覺與多媒體技術、通信技術的興起與發展，視頻監控領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。視頻監控設備以及管理系統在參考系數與應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域的交集。

關鍵詞：廣電技術在；視頻監控系統；轉換；應用分析

人類通過眼、耳、鼻、舌、身等器官感知客觀世界，統計資料和相關研究表明，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、容量大等優點。視頻監控系統就是提供實時監視的手段，并對被監視的畫面進行錄像存儲和事后回放。隨著計算機網絡技術的迅速發展和各種智能處理技術的興起，視頻監控進入了全新的時代。

信息技術高度發展的今天，多元化、復合化、智能化等成為大勢所趨，各行各業，莫不如是。在視訊領域，隨著網絡、視頻、監控、指揮等各個系統的有機融合，我國的視訊行業也呈現出了嶄新的發展面貌。廣電領域通過多年的發展，高清制播、圖像智能化分析和全臺網絡化等技術已非常成熟，在各個電視臺中已經普遍應用。隨著IP高清監控逐漸成為安防的發展趨勢，越來越多的監控設備和管理系統在參考系數以及應用和功能等方面，與廣電領域產生了更多的交集。安防技術的總體趨勢是朝著高清化、智能化、網絡化的方向大步邁進。廣電領域ASMF系統技術、智能轉場識別技術、MSB技術在安防行業得到的廣泛應用。

1 ASMF系統技術

當前我國“高清”概念相關標準是由廣播電視業提出的：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圖像，隔行掃描將會產生圖像晃動現象。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據流主要包含I、P、B幀，以這三種元素來共同構成圖像的一個單元。其中只有I幀屬于全幀，B、P則屬于預測幀，因此在對數據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之上實現高碼率的數據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據庫的文件，其能夠被設計成為在支持流媒體進行傳輸的基礎之上同時支持文件方面的傳輸。在專業的廣播電視環境之中，MXF還能夠被廣泛地使用。因此我們要根據安防監控以及高清碼流相關數據的具體特點，來構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，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、時間長度等基本結構信息，文件體用來存放視音頻數據和對應的索引等信息，文件尾作為文件結束點，用來包含最終的媒體和元數據信息，同時可以利用其中的關閉與否的標記，來決定更新信息是否可用。ASMF完全獨立于操作系統，直接對磁盤進行讀寫操作，具有極高的I/O讀寫性能，全面滿足高清系統讀寫要求。通過智能磁盤I/O調度算法，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的數據安全性，確保磁盤意外損壞的情況下讓數據不受到影響。

同時，ASMF文件支持通道、多個不同時間片斷視音頻數據的聚合保存。使得各個音視頻片斷之間建立關聯，更加富有邏輯性。比如我們可以把一個案件相關的幾個攝像頭錄制的場景，幾個涉案人物對應的片段都存放在同一個文件中，與之相關的事件信息，場景描述信息，關鍵段落信息等元數據（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。

2 智能轉場識別技術

廣電領域方面還存在著具有自身特色的智能化的轉場識別技術，也可以將這種技術應用在安防的系統之中。轉場是視頻場景與場景之間的過渡或轉換，通過轉場智能識別技術，能對存儲的素材按轉場進行鏡頭分割，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，不過轉場智能識別技術屬于更高級的視頻分析技術，識別的精度更高。并且基于轉場智能識別技術，可進一步實現圖像的黑場、彩條、雪花的檢測，這些技術在安防系統中可用于檢測攝像機的工作狀態，成為自動檢測攝像機圖像系統工作狀態的技術手段。通過轉場智能識別技術，也能夠對圖像的黑場、彩條以及雪花等進行檢測，而這些技術可以在相關安防系統中用來檢測攝像機的具體工作狀態，從而構成自動對攝像機圖像系統的工作狀態進行檢測的技術手段。最后，廣電還擁有智能的語音分析技術，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。而應用在安防領域中能夠識別監控環境里的異常的聲響，比如爆炸聲、槍聲以及呼救聲等。

3 MSB技術

在廣電領域中，MSB是根據行業特點，以SOA為技術理論基礎，結合多種開發技術及協議規范，用于電視臺全臺信息化建設的核心架構。MSB分為兩個部分：架構和協議規范。從架構上講，MSB是面向廣電行業、各行業多媒體相關應用的基礎平臺及業務整合目標；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、協議轉換、路由、流程定義等所有的核心優點；支持媒體總線功能。實現媒體文件的松耦合、格式轉換、路由及交換功能；以“服務”為主的思路實現多個子系統的互聯互通。從協議規范的角度來說，MSB用XML schema逐步定義了一套基于電視臺典型業務抽象的業務規范；用“服務”、“接口”、“參數”具體表現了業務規范。從宏觀來看，MSB是一個總線的結構，其它業務系統都通過一個服務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的配置模塊和路由模塊。業務系統通過標準的插接件，接入到不同規格的接口上。

廣電領域的相關技術在安防領域中具有很大可移植性，為安防系統的建設、整合、發展提供了一個新的思路。一方面我們可采取拿來主義，將廣電領域的先進技術借鑒到安防系統的建設中，另一方面，我們也要根據安防的特點做技術創新，共同推動智能高清監控時代的來臨。

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