當下正是信息化高速發展的時代,智慧城市建設在信息化趨勢下日益成為解決城市經濟發展、社會管理、服務民生、生態環境問題的重要手段和途徑,日益成為推進兩化深度融合、促進信息消費、提升信息技術產業創新發展能力的重要載體,為新一代信息技術產業發展提供了重要的技術應用領域和市場空間。
許多城市把建設“智慧城市”做為城市發展的重要任務,并計劃在十二五期間打造智慧城市,智慧城市的建設需要用到大量的IT技術,音視頻技術作為智慧城市基礎IT技術有著廣泛的需求和應用。
在公共領域,城市道路交通系統通過視頻監控技術能實時監測道路情況,為解決日益擁擠的道路交通提供有效的解決方案;城市安防和管理系統中,通過視頻監控為解決城市治安帶來方便快捷的能力;在公安系統中,視頻技術為公安的刑事偵查帶來很多有價值的資源。
在個人用戶領域,隨著城市移動網絡的發展,家庭帶寬的提升,個人智能移動終端已經非常普及,移動終端的攝像頭具備很高的清晰度,人們能通過攝像頭實時分享有價值和娛樂性的內容;家庭智能電視和智能家居也逐步成為市場追逐的熱點,智能電視和智能家居所攜帶的視頻能力,可以為我們帶來家庭遠程監護,家庭視頻聚會等新的生活娛樂方式,為我們的生活、工作和娛樂提供更多的便利。
目前,個人用戶領域和公共領域音視頻應用的發展相對獨立。音視頻技術想要更好的為我們服務,必然要實現各個領域應用的融合,而不是各個系統孤立的存在。比如在公安系統中,傳統的視頻監控系統具備在辦公室的電腦上瀏覽視頻的能力,但已經不能滿足他們工作的需求。警務人員已經配備了高配置、高性能的移動終端,他們不僅需要在辦公室中能查看視頻整理案件,同時需要在外出辦公時也能夠瀏覽視頻,為快速偵破案件提供幫助。
在某些特定緊急場景下,對于視頻攝像頭沒有覆蓋的領域,能夠通過手機攝像頭攝取視頻傳送給后臺的指揮中心,為處理緊急事件提供快捷方便的幫助。可以預見,智慧城市中音視頻技術將向高清化,聯網方向發展,各種視頻終端能互聯互通,大量基于音視頻的應用將會出現。視頻監控,視頻會議,視頻培訓,遠程監護,遠程醫療,家庭視頻聊天等視頻應用將會逐漸普及,人們在視頻基礎之上創建各種應用,滿足人們對交流,協作,娛樂的各項需求。
音視頻技術的發展在給我們生活帶來的便利的同時,也對音視頻網絡的架構和存儲帶來了挑戰。視頻高清化為我們提供了高質量的畫面,但數據量也成倍的增長。監控前端在向高清的方向發展,目前已經有720P、1080P、5MP、8MP等高分辨率的IPC,手機攝像頭也向千萬像素方向發展。高清晰音視頻數據的分發給網絡傳輸帶來了很大挑戰,在智慧城市中網絡建設相對領先的公安視頻網目前具備萬兆主干網傳輸的能力,但一個城市通常會有上萬個攝像頭,因此網絡的瓶頸還是非常的明顯。
音視頻數據因為攜帶的數據量大,和普通文本數據傳輸技術存在比較大的差異,對延時、網絡和存儲都有更高的要求,具體表現在:
1.網絡帶寬的壓力:
高清視頻攝像頭采集的視頻數據非常大,對于一個1080P的視頻,需要占用4-8M的帶寬,一個智慧城市中將部署上萬個攝像頭,對網絡的壓力非常大。智能移動終端攝像頭采集的高清視頻也在1-10M,移動終端的用戶數量將達到百萬級別,移動視頻網絡的瓶頸非常明顯。
2.視頻單元聯網,互聯互通的困難:
公共領域的攝像頭一般有專線接入局域網,甚至在系統內部也區分視頻專網,比如在公安系統內部就有視頻網和公安網兩部分。視頻網和公安網通過中間的防火墻連接,家庭電視或家用攝像頭位于家庭路由器后面,移動終端通過移動網絡接入互聯網。各個視頻單元之間如果要相互訪問,必須經過多重防火墻,路由器、各種類型NAT設備。例如,從移動智能端訪問局域網內的視頻攝像頭,或者從局域網內的PC端訪問移動終端,將會非常困難,因此構建一個合理的網絡成為視頻單元互聯互通的重要保障。
3.視頻安全
視頻內容很多涉及公共安全,比如公安系統的視頻監控,銀行和郵政的視頻監控都會對社會安全,經濟金融產生很多的影響。如果泄露將會產生嚴重的后果,移動終端視頻和家庭視頻監控涉及到個人隱私。現在,我們對個人隱私越來越重視。因此,在架構視頻網絡時,必須保證視頻數據在傳輸的過程中不被第三方攔截;就算被攔截,數據也不能被第三方破解。必須保證視頻數據在傳輸中不能被篡改,視頻單元也不被未授權用戶訪問;同時還需要解決密碼破解,網絡攻擊等問題。
4.視頻存儲:
海量視頻數據的接入,多路視頻和大并發數據的實時讀寫,對存儲的性能有很大挑戰,如果視頻數據都集中存儲,存儲設備規模非常龐大,集中存儲也會造成存儲端局部的網絡瓶頸。因此,均衡考慮網絡條件,合理利用各種后端存儲設備,兼容歷史系統的存儲架構非常重要。視頻存儲后的檢索和定位也是非常重要的環節,在架構中必須考慮盡量減少數據的移動,對視頻數據源的處理必須在最近節點進行。