舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控IP網(wǎng)絡(luò)化標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建

任慧，高甜，周亦琛，楊謙逸

(中國(guó)傳媒大學(xué)自動(dòng)化系，北京 100024)

1 概述

目前舞臺(tái)監(jiān)督與調(diào)度系統(tǒng)主要以有線通話系統(tǒng)、無線通話系統(tǒng)等通訊方式和視頻監(jiān)控系統(tǒng)為主，在此基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的音視頻技術(shù)、多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)化。作為舞臺(tái)監(jiān)督與調(diào)度系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控需要實(shí)現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)化。然而，在實(shí)現(xiàn)舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控IP網(wǎng)絡(luò)化的同時(shí)，將面臨一個(gè)重大的問題，那就是現(xiàn)階段劇院所采用的舞臺(tái)視頻監(jiān)控是模擬或者數(shù)字的，或者即使是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控也都幾乎存在著分批分期建設(shè)，前端和存儲(chǔ)設(shè)備類型不一，甚至模擬、數(shù)字、IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)同時(shí)共存，缺乏聯(lián)網(wǎng)共享，信息孤島現(xiàn)象十分嚴(yán)重［1］;同時(shí)，國(guó)內(nèi)外從事構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的公司以及生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控設(shè)備的廠家已經(jīng)形成了百家爭(zhēng)鳴，百花齊放的局面。這些公司和廠家，由于歷史原因，遵循的協(xié)議不盡相同且私有協(xié)議比例比較高［2］。基于上述原因，在后續(xù)平臺(tái)進(jìn)行整合、整體擴(kuò)容以及高清改造、智能應(yīng)用中，也就出現(xiàn)了一個(gè)亟待解決的問題——標(biāo)準(zhǔn)化。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于IP網(wǎng)絡(luò)化的舞臺(tái)監(jiān)督與調(diào)度系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)研究仍是一項(xiàng)空白，為了使該舞臺(tái)監(jiān)督與調(diào)度系統(tǒng)能夠在各個(gè)大劇院廣泛地推廣應(yīng)用，將系統(tǒng)中各個(gè)組成部分標(biāo)準(zhǔn)化搭建則起到了決定性的作用。因此，本文重點(diǎn)研究了IP網(wǎng)絡(luò)化的舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建，通過標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建，為后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制訂指明了方向。

2 視頻監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)狀分析

IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控之所以能夠?qū)崿F(xiàn)是因?yàn)椴捎昧司W(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)，因此構(gòu)建其標(biāo)準(zhǔn)體系也要參考目前常用的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

2.1 國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)從事視頻監(jiān)控國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的標(biāo)準(zhǔn)化組織主要是中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(CCSA)。CCSA的工作重心是將傳統(tǒng)的閉路電視監(jiān)控和當(dāng)前基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)進(jìn)行改造，使之成為可控可管、具有高度安全性與可擴(kuò)展性的業(yè)務(wù)［3］。

2.2 國(guó)際網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

國(guó)際上主要有ONVIF和PSIA兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)視頻監(jiān)控進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的研究。ONVIF關(guān)注IP視頻監(jiān)控，其核心聚焦點(diǎn)在于網(wǎng)絡(luò)視頻傳送設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)視頻客戶端之間的接口;PSIA主要目標(biāo)是推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)型安全設(shè)備間的可互通性，致力于開放標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)［3］。

3 IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建

目前基于IP網(wǎng)絡(luò)的舞臺(tái)監(jiān)督與調(diào)度系統(tǒng)的研究還不夠完善，沒有標(biāo)準(zhǔn)可循，顯而言之，作為該系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分即IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)同樣沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。因此為了完善舞臺(tái)監(jiān)督與調(diào)度系統(tǒng)的研究，首先構(gòu)建IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系是很有必要的，也為舞臺(tái)監(jiān)督與調(diào)度系統(tǒng)同其他系統(tǒng)的集成奠定了基礎(chǔ)。

3.1 IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)

根據(jù)劇場(chǎng)舞臺(tái)視頻監(jiān)控的需求，IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)如圖1所示。

圖1 IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)

IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括五個(gè)部分，分別是前端視頻信息采集部分、視頻信息傳輸、處理、存儲(chǔ)部分、視頻顯示部分、管理平臺(tái)部分和兼容其他系統(tǒng)和遠(yuǎn)程訪問部分。這其中會(huì)涉及視頻采集、視頻編碼、數(shù)據(jù)傳輸、平臺(tái)管理、視頻解碼、視頻播放顯示等過程，用到的設(shè)備主要有攝像機(jī)(包括模擬和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī))、云臺(tái)、視頻編碼器、視頻分配器、流媒體服務(wù)器、視頻服務(wù)器、錄制服務(wù)器、監(jiān)視器、舞臺(tái)調(diào)度臺(tái)和遠(yuǎn)程訪問PC等。

3.2 IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系

根據(jù)IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)，分別針對(duì)系統(tǒng)中的五個(gè)部分制訂相關(guān)技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)。IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系的架構(gòu)如圖2所示。

IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系由9個(gè)部分組成。

(1)通用技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)

本部分規(guī)定了IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能、系統(tǒng)設(shè)備要求、信息傳輸要求等通用性技術(shù)要求。是進(jìn)行IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)以及與之相關(guān)的監(jiān)控產(chǎn)品和系統(tǒng)設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)的依據(jù)。

(2)前端信息采集技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)

圖2 IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系的架構(gòu)

本部分規(guī)定了IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端信息采集、采集設(shè)備配置和接入的技術(shù)要求。分布在劇院各個(gè)地方的攝像機(jī)(包括模擬和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī))再加上拾音器采集到的視音頻信息是IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要信息源，對(duì)前端視音頻信息采集的標(biāo)準(zhǔn)要求，是可以從源頭上保證獲取的信息的高質(zhì)量，能夠滿足系統(tǒng)視頻信號(hào)高清的要求。

(3)視音頻編、解碼技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)

本部分規(guī)定了IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視音頻編碼、解碼的技術(shù)要求，包括總體技術(shù)要求、視音頻編、解碼技術(shù)要求、視音頻傳輸格式、視音頻存儲(chǔ)格式等。該部分旨在于在IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用相關(guān)的視音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到既能實(shí)現(xiàn)媒體的互聯(lián)互通，又能兼顧監(jiān)控行業(yè)視音頻技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的目的。

(4)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)

本部分規(guī)定了IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸、交換、控制的互聯(lián)結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議，傳輸、交換、控制的基本要求和安全性要求，以及控制、傳輸流程和協(xié)議接口等技術(shù)要求。本部分是可以保證前端采集到的視音頻信號(hào)可以順利地傳到信息處理部分的視頻服務(wù)器，從而可以保證整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)作正常。

(5)信息存儲(chǔ)技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)

本部分規(guī)定了IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視音頻信息存儲(chǔ)的技術(shù)要求。視頻監(jiān)控中存儲(chǔ)技術(shù)非常關(guān)鍵，決定了在整個(gè)系統(tǒng)在視頻流傳輸方便的性能表現(xiàn)，直接影響到實(shí)時(shí)觀看和回放業(yè)務(wù)的質(zhì)量。

(6)傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)

本部分規(guī)定了IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)、整體技術(shù)、傳輸技術(shù)要求和各層次設(shè)備功能等方面的要求。

(7)視音頻顯示、播放技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)

本部分規(guī)定了IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視音頻信息顯示、播放的技術(shù)要求。即規(guī)定了劇場(chǎng)里不同的位置安放的顯示器等設(shè)備的要求、播放時(shí)的目標(biāo)效果等等。

(8)管理平臺(tái)技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)

本部分規(guī)定了IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)原則、構(gòu)成、接口、運(yùn)行管理以及該系統(tǒng)各個(gè)組成部分的統(tǒng)一編碼。管理平臺(tái)是IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心，是系統(tǒng)操作者(即舞臺(tái)監(jiān)督)與IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)之間的人機(jī)接口，舞臺(tái)監(jiān)督可以直接通過管理平臺(tái)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控操作。

(9)系統(tǒng)兼容、遠(yuǎn)程訪問技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)

本部分規(guī)定了IP舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)中與其他系統(tǒng)兼容(主要是舞臺(tái)調(diào)度內(nèi)通系統(tǒng))的相關(guān)技術(shù)要求和遠(yuǎn)程訪問技術(shù)要求，包括總體要求、功能要求、性能要求等內(nèi)容。旨在既能實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的互聯(lián)互通，又能充分利用已有資源，同時(shí)不限制新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)的使用，能夠盡可能多地獲得通過Internet網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問該系統(tǒng)所帶來的益處，即可以遠(yuǎn)程操控該系統(tǒng)的運(yùn)行。

4 結(jié)論

本文在IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)的常用標(biāo)準(zhǔn)，提出了IP網(wǎng)絡(luò)化舞臺(tái)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的架構(gòu)，為制訂舞臺(tái)監(jiān)督與調(diào)度系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范奠定了理論基礎(chǔ)和具有實(shí)際指導(dǎo)意義。舞臺(tái)監(jiān)督與調(diào)度系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制訂，可以大大提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和兼容性，同時(shí)提高了舞臺(tái)監(jiān)督與調(diào)度系統(tǒng)的先進(jìn)性和可靠性。

［1］盧秋波.公共視頻監(jiān)控系統(tǒng)與終端的標(biāo)準(zhǔn)化［J］.電信科學(xué)，2007(11).

［2］廖惠如.IP監(jiān)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化聯(lián)盟三足鼎立［J］.電子與電腦，2009(8).

［3］梁篤國(guó)，張艷霞，曹寧，等.網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)與智能應(yīng)用［M］.北京:人民郵電出版社，2013.