基于B/S結構的場地自行車視頻管理系統的建立

孫 奕,何申杰,封文平,袁新華

基于B/S結構的場地自行車視頻管理系統的建立

孫 奕,何申杰,封文平,袁新華

視頻數據內容豐富、數據量大、編碼格式多樣化，管理起來較傳統數據復雜。在分析總結了現有的幾種視頻管理方法后，本研究針對場地自行車訓練比賽項目和視頻數據的特點，設計建立了一個基于B/S結構，能快速檢索、定位、調用相關視頻的視頻數據庫管理系統，并重點介紹了以標簽為基礎的檢索和流媒體輸出的實現。該視頻管理系統的服務器端軟件配置容易，方便移植到不同的平臺；客戶端實現了完全的瀏覽器操作，與操作系統無關。對于其它運動項目中的短視頻管理，系統具有一定的通用性。

視頻管理;流媒體;標簽;場地自行車;B/S結構

1 背景和意義

視頻反饋是體育訓練中進行技、戰術分析的重要手段。自數碼攝像機、數碼相機等數字采集設備出現后,由于采集便利,采集到的視頻可以直接在計算機中處理和播放,加速了視頻反饋在體育訓練和比賽中的應用，數字視頻資料也快速增長起來。視頻資料積累到一定程度，管理這些資料就成了很大問題。同時,隨著計算機技術、網絡技術的發展，人們對視頻數據的管理也提出了更高的要求。

對視頻數據進行管理的意義：

從海量資料中快速獲取需要的內容；最大程度地利用已有視頻信息，提高視頻的利用率；針對視頻數據做進一步的應用研究，獲取更多有價值的信息。

2 現狀研究

目前，針對數字視頻有如下幾種管理方法：

1.利用文件系統的目錄樹完成管理。建立分類的、有層次的文件目錄結構，直接在相應目錄中存取調用視頻數據。這種方法適用于文件較少時或現場采集的臨時管理。隨著視頻數據量的增多，使用這種方法會暴露出在視頻數據內容查找識別上的局限性。

2.利用EXCEL建立視頻數據特征屬性(關鍵詞)的二維表進行管理。在表中，通過數據排序、篩選，或編寫VBA腳本建立查詢頁面，實現查詢。在某一視頻屬性(例如文件名)上建立超鏈接調看相應的視頻。這種方法適用于視頻數據量在EXCEL表限定范圍，對查詢速度、檢索功能要求不高的個人使用。EXCEL表對數據的管理還是很弱的，很難做進一步的擴展。

3.利用數據庫來組織和管理視頻數據，建立數據庫管理系統。視頻數據庫管理系統一般包含用戶登錄、權限控制模塊，數據發布和維護管理模塊，視頻的檢索模塊等。非結構化的視頻數據以結構化的視頻特征數據形式存入到數據庫中，以關鍵詞為基礎進行檢索。視頻數據庫管理系統又具有不同發展時期的三種模式：

1)單機模式：只能在安裝了數據庫管理系統程序的機器上進行數據維護、檢索和調用。運動員和教練員要獲取所需信息，需要到該機上檢索，采用拷貝或刻盤的方式獲取資料,數據不能共享；管理員需要大量的工作來完成視頻的入庫管理。

2)C/S模式：建立專門的數據庫服務器，不同的客戶端通過網絡可以同時管理視頻數據。客戶端需要安裝專用的客戶端軟件，這既是優點：客戶端響應快，也是缺點：維護成本高，面對客戶端不同的操作系統，要開發不同版本的客戶端。這種模式實現了數據共享，但更適用于在局域網環境中使用，未能提供用戶真正期望的開放環境。

3)B/S模式：所有的程序工作都放在服務器上，客戶端只需通過瀏覽器完成操作。B/S結構是真正建立在廣域網上的。使用者通過網絡隨時隨地調用視頻，獲取信息，最大化的實現視頻數據共享；同時客戶端要求低，維護方便。本系統就是建立在B/S結構基礎上的。

3 系統設計

3.1 系統的B/S結構

場地自行車運動員的訓練和比賽地點經常變化，如果想隨時隨地的從大量的訓練和比賽視頻數據中獲取需要的信息，最方便的就是通過Internet對數據庫中的數據在線查詢、觀看或下載。并且，由于用戶使用的客戶瑞不同，采用B/S結構將最大限度地提高系統的兼容性。

圖 1 本研究B/S結構的分布式訪問示意圖

用戶無論身在何處，通過Internet訪問系統的Web服務器，Web服務器響應用戶的請求，將數據指令交給數據庫服務器來解釋執行，數據庫服務器把用戶需要的文本、數據、圖像、動畫、視頻點播和聲音等信息返回給Web服務器，Web服務器又返回給用戶。

3.2 系統的軟件平臺

Web服務器：Apache

服務器端腳本：PHP

數據庫：MySQL

系統建在Windows操作系統平臺，可跨平臺移植到 Linux、Unix。

3.3 系統的基本功能及業務流程圖

系統用戶按權限分為瀏覽用戶、會員和系統管理員(圖2)。編輯視頻指對上傳視頻的描述：定義標題、標簽、簡介內容等 。

管理員登錄后，進行后臺的操作(圖3)。針對場地自行車訓練和比賽視頻分類較多的特點,系統建立了頻道管理和專題管理。

在主頻道中增加項目，在主頻道下建立子頻道對項目分類，子頻道下面還可以建立子頻道(圖4)。通過頻道管理可以靈活增加項目和對項目進行分類，使系統有良好的擴展性。

專題管理可以就某一專題收集視頻，便于分類觀看。如建立重點運動員的項目專題，或建立主要對手的專題，建立后直接進入專題頁面觀看，不必檢索。

圖 2 本研究視頻管理系統的前臺流程圖

圖 3 本研究管理員后臺流程圖

4 關鍵技術

4.1 視頻的檢索

視頻數據本身的語義內容豐富，不同的用戶，如運動員、教練員、科研人員等，會有不同的角度觀察和理解視頻，用傳統的關鍵詞法來描述和檢索視頻對語義內容的表達是一種約束。因此，本系統采用以tag的檢索模式為基礎，通過tag和視頻標題來定位視頻資源的方法實現檢索。

圖 4 本研究場地自行車項目的頻道建立示意圖

Tag：社會化標簽，又被稱為大眾分類法，是Web2.0網絡環境下以用戶使用為主導的一種索引方法。使用系統上傳視頻時，在標簽中除運動員姓名、項目名稱、級別等基本信息外，使用者可以從各自專業角度來標注視頻內容，如添加運動員的啟動、途中技術、戰術，感受或評價等描述詞語，通過標簽盡可能地表達視頻的語義內容，而系統對標簽的內容、個數和一致性均無限制(圖5)。有權限的用戶可隨時添加、修改標簽。檢索時，每一標簽都可作為關鍵詞。在頁面中系統按照標簽的標注頻度順序顯示標簽。對用戶來講，可以看到其他使用者是怎樣給視頻內容標注的，還有哪些標簽是重要的。如果無法確定使用什么關鍵詞進行檢索，標簽云集可以給予引導和提示。

標簽法可以更多的表達用戶的意愿。在描述和檢索時都較傳統的關鍵詞法自由，讓系統更具親和力，操作靈活、易用。

圖 5 本研究視頻和標簽的數據表關聯圖

Tag是標簽表，在Video_Tag表中表明標簽與視頻的對應關系，存放視頻路徑等信息在Videos表中。

4.2 流媒體輸出

流媒體技術是一種可以使音頻、視頻和其他多媒體在網絡上邊下載,邊播放的技術。流媒體輸出方式可以讓用戶不必等待整個文件全部從互聯網上下載就能觀看。

場地自行車采集的原始視頻數據絕大部分是高清視頻(1 280×720)，幀率30，視頻大小在幾十兆到幾百兆之間，時間在十幾秒到幾分鐘之間。視頻格式也不盡相同。在流式傳輸前，要先對視頻數據進行壓縮處理，降低文件大小，以適合在網絡中傳輸。壓縮處理后，形成的流媒體文件既節約傳輸時間，又節省存儲空間。目前系統支持兩種格式的流式輸出：FLV格式和MOV格式。

FLV(Flash Video)是當前視頻文件的主流格式。由于flash的廣泛使用，瀏覽器只要能看Flash動畫，自然也能看FLV 格式視頻，而無需再額外安裝其他視頻插件。MOV格式可以更好地支持Apple操作系統，在微軟的操作系統上，本系統調用Windows Media Player播放器播放視頻。在對原始視頻文件格式轉換時，根據場地自行車不同項目的應用需求，采用了不同的轉換指標。

表 1 本研究場地自行車視頻優選的視頻編碼格式一覽表Table 1 Optimized Video Codecs for Track Cycling

H.264編碼比H.263提供更高效的視頻壓縮技術，同等碼率轉換下，文件更小，視頻的質量更高。H.264編碼的FLV文件，客戶端需要flash player 9和更高版本的H.264視頻解碼器才能夠播放，由于部分平臺中還沒有相應的視頻解碼器，因此，系統中對于FLV文件仍采用H.263編碼標準。

系統的流式傳輸建立在http協議基礎上，硬件成本低，安裝與維護容易，服務器端壓力小，客戶端的實現容易，適合較短視頻的點播應用。

5 系統的特點

1.基于網絡的視頻數據管理，最大化的實現視頻數據共享和提高視頻數據利用率。

2.方便易用，用戶只要登陸網站，就可以在線觀看視頻。

3.針對運動項目，靈活的設置項目分類、專題管理等，方便使用者分類查看視頻，系統擴展性好。

4.以用戶使用為主導的標簽檢索方法，操作靈活、易用。

5.視頻的輸出既可以采用直接下載，也可采用流式傳輸方式，實現網絡即時觀看，滿足用戶不同的應用需求。

6.可以轉換兩種流媒體文件格式：FLV格式便于客戶端觀看，MOV格式支持Apple操作系統，實現了與客戶端操作系統無關。

7.系統服務器端配置容易，適合較短視頻的流媒體播放，平臺移植性好，具有一定的通用性。

6 結語

本系統實現了通過互聯網對相關視頻的上傳、存儲、管理、查詢、觀看和下載等功能，具有實用價值。

對視頻數據進行管理，是對視頻數據進一步應用研究的基礎。在應用中要根據實際需求建立合適的視頻數據管理方法。數字視頻只有與計算機數據庫、網絡結合在一起，才會更方便、快速地被傳播與利用。

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AVideoManagementSystemBasedonB/SStructureforTrackCycling

SUN Yi,HE Shen-jie,FENG Wen-ping,YUAN Xin-hua

Since its abundant contents,huge data amount,and various coded,video data is more complex than traditional data to manage.After analyzed several current video management methods,in this paper,we designed and set up a B/S structure database management system,for track cycling competition and training videos,which can quickly search,find and use a particular video among huge video data,and we mainly introduced a search method based on tag and streaming media output on web service.In server part,the system can be easily configured,and can be transferred to different OS platform.In client part,the system is fully operated by browser,almost free from client OS.It is easy and convenient to use and update.For other short sport- videos management,the system has certain generality in use.

videomanagement;streamingmedia;tag;trackcycling;B/Sstructure

2012-02-02；

：2013-12-26

國家體育總局體育科學研究所基本科研業務費資助項目(11-06)。

孫奕(1972- )，女，遼寧人，工程師，碩士，研究方向為數據庫及應用，Tel：(010)67184525，E-mail：sunyi@ciss.cn。

國家體育總局體育科學研究所，北京 100061 China Institute of Sport Science,Beijing 100061,China.

1002-9826(2014)02-0052-04

G872.3

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