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基于Web视频监控系统的设计方案

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NETW0RK AND C0MMUNICATION 网络与通信 基于Web视频监控系统的设计方案 孙晓波,王荣浩,季新年,杨启亮,邢建春,王平 (解放军理上大学工程兵工程学院,南京210007) 摘要:探讨了基于Web的视频监控系统的结构和技术实现,介绍了流媒体技术、RTMP传输协议及流媒体系统 组成,详细讲解了利用FMS、FME、Flash等软件工具制作基于Web的视频监控系统的过程,并探讨了流媒体的应 用领域及前景。 关键词:流媒体;Web;视频监控;FMS Design Method of Web-based Video Monitor-control System SUN Xiaobo,WANG Ronghao,JI Xinnian,YANG Qiliang,XING Jianchun,WANG Ping (Engineering Institute of Engineering Corps,PLA University of Science and Technology,Nanjing 210007) Abstract:The paper investigates the structure and technology of video monitor—control system based on web.It also intm— duces the streaming media technology,RTMP transport protocol and the consisting of streaming media system.Moreover,the thesis in detail explains the production process of video monitor—control system based on Web by the software tools such as FMS、FME、Flash and SO on.The application field and prospect of streaming media is explored at last. Key words:streaming media;Web;video monitor-control;FMS 1 引言 随着带宽的增宽、网络协议的改善、网络基础设施和压 大文件 缩技术的发展,视频在线播放已经成为人们获取远程信息的 重要的手段。由于传统的技术存在着各种不足和缺陷,流媒 体技术便应运而生。它的出现大幅度缩短了肩动延时,对系 统缓存容量的需求大大降低。同时它采用特定的实时传输协 标准多媒体 文件格式 软件或硬件 流解码器 图1流式文件编码过程 议,使得信息的实时传输更加流畅。 2 基本概念 2.1流媒体 Flash的.swf格式是基于Macromedia公司Shockwave技术 的流式动画格式,是用Flash软件制作的一种格式,源文件为. na格式。由于其具有体积小、功能强、交互能力好、支持多 个层和时间线程等特点,越来越多地应用到网络动画中。.swf 文件是Flash中的一种发布格式,已广泛应用于Intemet上, 客户端安装Shockwave的插件即可播放。 2.3流媒体传输协议RTMP 流媒体(Streaming Media)指在Internet/Intranet中使用流 式传输技术时的连续时基媒体,如音频、视频或多媒体文件。 由于流媒体采用了流式传输技术,因此所传输的文件会像水 一样不断流动。这样,文件不是一次读取、发送所有的数据, 而是首先发送音频、视频的第一部分;在第一部分开始播放 的同时,数据的其余部分就会源源不断地流出,及时到达目 Flash利用RTMP协议传输对象、视频、音频。该协议建 立在TCP协议或者轮询HTI'P协议之上。RTMP协议就像一个 的地供播放使用。为保证在阻塞造成网络速度下降的情况下 不会中断,播放器会在开始播放前先缓冲一部分数据,因而 能实现流式媒体数据流的随时传送和随时播放。在流式传输 用来装数据包的容器,这些数据可以是AMF格式的数据,也 可以是FLV中的视频/音频数据。一个单一的链接可以通过不 同的通道传输多路网络流。这些通道中的包都是按照固定大 小的包传输的。 2.4 FMS服务器 方式系统中,用户不必像非流式播放那样等到整个文件全部 下载完毕后才能看到其中的内容,而只需经过几秒或几十秒 的启动延时,即可在用户的计算机上利用相应的播放器(或其 FMS(Flash Media Services)软件是一款可伸缩、高性能的 他的硬件、软件)对压缩的动画、视频、音频等流式多媒体文 件解压后,再进行播放和观看;多媒体文件的剩余部分将在 后台的服务器内继续下载。 2.2流式文件格式(.swf) 流媒体服务器。FMS成功组合了传统流媒体的功能和灵活的 开发环境,用于创建互动式的媒体应用,在大规模部署环境 下,提供录制实况Flash Video的基础,如视频点播、实况网 作者简介:孙晓波(1986一),男,本科,研究方向:软件开 流式文件格式经过特殊编码后,可使其适合在网络上边 下载边播放(而不是等到下载完整个文件才能播放)。可以在 网上以流的方式播放标准媒体文件,但效率不高。在将压缩 媒体文件编码成流式文件时,必须添加一些附加信息,如计 发;王荣浩,男,硕士,助教;季新年,硕士,讲师;杨启 亮,男,硕士,讲师;邢建春,男,博士,教授;王平, 男,硕士,副教授。 收稿日期:2010—11-16 时、压缩和版权信息。编码过程如图I所示。 器矗鬈 电脑编程技巧与维护 络广播、MP3流媒体、视频博客和视频/音频聊天等应用。它 拥有独特的可编程流媒体环境,包括性能可靠的应用编程接 口fAPI1,对流媒体、资产和特性(如订制互动、用户验证和 带宽检测)实现精确的代码控制,从而提供真正不同的用户体 验。它具备以下特点:带宽的自动检测、动态缓冲、实时视 频流和记录、支持多用户通信、无客户端缓存、SSL的加密技 术、控制台的管理和支持多进程。 2.5流媒体系统组成 流媒体系统主要由以下5个部分组成: 编码工具:用于创建、捕捉和编辑多媒体数据,从而形 不是QuickTime文件,它是一个F4V文件,这是与FLV等同 的MP4文件。 4)从位率弹出菜单中选择350kbps,将该FLV文件大小 设置为320*240,同时在帧率弹出菜单中设置为24fps。 5)从音频设备弹出菜单中选择麦克风,设置音频格式为 单声道的MP3格式,最终从Sample rate弹出菜单中选择 22050kHz,设置bit rate为48Kbps,使用音量滑块来调整麦克 风的音量。 (3)以上基本配置完成以后,创建一个实时广播,通过 FIash Media Live Encoder将流传递到服务器Flash Media Sev~ r成流媒体格式。 流媒体数据:包括视频、音频等多媒体信息。 服务器:用于存放和控制流媒体数据。 传输网络:适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的 网络。 播放器:供客户端浏览流媒体文件。 在此方案中,采用的服务器为FMS(Adobe Flash Media Server 3.5),编码工具为FME(Adobe Flash Media Live En— coder2.5),传输协议为RTMP,播放器直接采用360浏览器实 现视频实时显示。流媒体数据的传输过程如阿2所示。 图2流媒体数据的传输过程 3 视频网站的创建 (1)将FMS安装在作为主机的计算机(服务器)上,通过 FMS的安装路径Flash Media Server 3.5>tools>fms~adminCon— sole找到FMS服务器,点击打开FMS之后输入用户名和密码。 在实际的操作中,如果需要设置默认开机时FMS是自动打开 还是手动打开,可以在开始菜单里点击运行,输入services. nlsc,打开服务,找到Flash Media Server项,更改设置为手动 或者自动。也可以在此设置中随时关闭服务或打开服务。 (2)利用Flash Media Live Encoder获取连接在计算机上 的摄像头的录制画面,并创建一个视频流。Flash Media Live Eneoder的基本工作原理:以编码或实时流的方式将捕获的音 视频种子传输到流媒体服务器中。按照以下步骤对Flash Me— dia Live Encoder做初始配置。 1)输入区域被划分为两个部分:音频和视频,在此区域 中可以对输入视频的基本属性进行设置,选择优先捕获或有 限广播。 2)从弹出菜单中选择所要获取页面的网络摄像头。 3)在format弹出菜单中选择VP6,这是压缩最终的FI.v 文件所用到的多媒体数字信号编码器。如果选择的摄像头是 能够拍摄高清画面的DV,选择H.264选项。最终生成的文件 < er,其配置步骤为: 1)在输出区域,选中Stream to Flash Media Server选项。 设置FMS URL为rtmp://loealhost/live,Stream为livestream。 2)选中Save to File,单击Browse按钮,将捕获的内容保 存到live文件夹或其他位置。 至此,对F1ash Media Live Encoder的配置已经完成,下 面准备开始广播,注意广播之前和广播过程中不要退出Flash Media Live Encoder。 (4)借助Flash软件,对实时广播进行输出设置。在 F1ash中创建一个实时广播接收者,接收来自Flash Media Serv~ er的live文件夹的种子。在Flash中创建实时广播接收者的步 骤如下: 1)打开Flash CS3,创建一个320*240大小的Action— Script3.0文件。 2)拖动一个FLVPlayback组件到舞台上,设置大小为 320*240。选择组件,打开Flash CS3中的属性面板,将组件 的名称改为myVideo,单击参数,将source改为rtmp://local~ host/live/livestream。 3)添加新图层,命名为Actions,选择图层的第一帧按下 F9打开动作面板,单击脚本窗格输入:myVideo.is/Ave=true。 4)关闭动作面板,选择文件>发布设置。打开发布设置 对话框后在类型列表中选中Flash(.s呻和HTML(.htm1),单 击发布,完成后关闭对话框,保存为.swf文件并退出Flash。 此时,Flash CS3创建了接收种子的.swf文件,可以使网 络摄像头开始工作并在网页中广播。 返回到F1ash Media Live Encoder,单击Connect按钮,创 建FME和本地Flash Media Sevrer的live文件夹之间的连接。 连接创建好之后,按钮的名字就变成了Disconnect。单击Start 按钮,在浏览器中打开Flash中创建的HTML页面。最终的视 频监控页面如图3所示。 4 应用前景 随着网络技术及流媒体业务的迅速发展,基于Web的视 频监控系统将会在网上直播、网络远程教育、网络远程医疗、 实时视频会议、企业网直播、工业远程监控等方面得到广泛 的应用。下面就网上直播、网络远程教育、网络远程医疗进 行深入讨论。 4.1网上直播 网上直播是网络视频应用的一个热点,它使观众摆脱了 对电视的依赖。越来越多的网站也采用网上直播的形式同步 (下转到76页) 电脑编程技巧与维护 vent Bot sl进行第一次列表自适应淘汰机制,然后关闭通信通 道,拒绝其他连接。9分钟时,第二台Servent Bot S列表 列表项数达到^ ,而此时的S 在过了△T时间后,已经重新 [EB/O L1.http://staff.scienee.uva.nl/ ̄delaat/sne一2006—2007/ pl7&epo ̄.pdL 2007. 【3】Wang P,Sparks S,Zou CC.An advanced hyb ̄d peer-to—peer botnet.In:Proc.of the 1st Workshop On Hot Topics in Under- 开始建立通信,随着Bot的不断延伸,若1二Servent Bot陆续进 行了列表的淘汰更新,同时初始化的几台Servent Bot已经维持 了通信平衡状态,通信流量不断地向新加入的Servent Bot进行 分流。到30分钟时,各Servent Bot主机列表基本在M值与 standing Botnets(HotBots 2007).2007. [4】Li J,E hrenkranz T,Kuenning G,Reiher P.Simulation and analysis on the resiliency and efficiency of malnets.1n:Proe. of the IEEE Symp.on Measurement,Modeling,and Simulation ^ 值之间上下浮动,并未出现流量过载情况,整个网络拓扑 趋于均衡,网络拓扑也规整成跳数相近的若干主机为一个小的 of Malware(MMSM 2005).Monterey:IEEE Computer Soci- ety Press,2005:262-269. 自治域,各自治域之间互有联系,未发生网络失效的情况。 通过实验,利用自适应淘汰机制更新路由列表,可以很好 地发展僵尸网络拓扑,同时将网络流量基本均衡给各servent Bot主机,并且,跳数相邻的主机规整成了一个小的自治域, 【5】Yang Yun,Hu Guyu,Guo Shize,Yu Saisai.An Improved Hy— brid Peer-to-Peer Routing Algorithm.The First International Conference on Pervasive Computing,Signal Processing and 提高了网络传输的时效性,也使得整个网络更加隐蔽和坚韧。 Applications(PCSPA 2010),2010. [6]R.Bhagwan,S.Savage,and G.M.Voelker,“Understanding availability,”in Proceedings of the 2nd International Work— 参考文献 [1】诸葛建伟,韩心慧,周勇林,叶志远,邹维,等.僵尸网 络研究【J].软件学报,2008,19(3):1-3. Zhuge Jianwei,Han Xinhui,Zhou Yonglin,Ye Zhiyuan,Zou shop on Peer-to-Peer Systems(ivrPs),2003. [7】J.R.Binkley and S.Singh,“An algorithm for anomaly—based botnet detection,’’in USENIX 2nd Workshop on Steps to Wei,et a1.Research and Development of Botnets『J].Journal of Software,2008,19(3):1-3. Reducing Unwanted Traffic on the Intern'et(SRUTI o6), 2006 【2]Reinier School Ralph Koning,Detecting peer—to-peer botnets :/ , 0 0 (上接第62页) 报道国内外的大事件,大大加快了视频信息传递的时效性。 目前,网上直播大多采用流媒体技术。流媒体技术可以在低 育信息资源,将多学科、多层次的丰富信息通过多种途径传 播,有利于全方位培养人才,有利于学习者全面发展。 4_3网络远程医疗 宽带环境下提供高质量的音频、视频,特别是流媒体技术中 的智能流技术,可以根据网络带宽的动态变化而自动地调整 播放质量,避免在播放过程中的信息流中断。 多媒体通信网络的建立与网络视频技术的发展,为远程 医疗开辟了一个广阔的应用领域。身处现代医疗卫生中心的 医生可以通过多媒体通信网传输的视频信息为远在千里的病 人提供诊断服务。通过多媒体终端,医生不仅可以“面对” 病人进行观察和询问,同时还可以通过远端的医疗传感器或 仪表对病人进行多项病理检查,检查的结果可立即传送到中 心,为医生的诊断提供依据。如果需要,通过远程医疗网络 还可以组织各地的医疗专家为患者进行会诊,讨论医疗方案。 5 结语 该设计方案探讨了基于Web的视频监控系统的结构和技 术实现,其中Web方式操作简单、维护方便,便于扩展和二 次开发。基于Web的视频传播技术必将会在未来的网络应用 图3最终视频监控页面 4.2网络远程教育 中发挥更大的作用。 参考文献 [1】詹青龙.网络视频技术及应用fM】.西安:西安电子科技 大学出版社,2004. 现代信息网络技术的快速发展催生了以交互式多媒体宽 带网络为教育信息传输平台的网络教育。所谓网络教育,就 是利用多媒体通信网络来实现时空分离的由教师和学生共同 来完成的教育、教学活动,以有效促进学生学习,从而达到 预期学习目标的一种新型教育方式。网络教育可以实现“面 f2吕辉,等.完全手册Fl21ash/FlexActionSeript3.0交互式开发 详解:语法基础、典型应用、视频网站实战【M】.北京: 电子工业出版社,2008. 对面”远程授课、视频课件点播、同步课业辅导、远程交流 讨论、交互式答疑等丰富的教学功能,突破了课堂教学和课 [3】詹青龙,刘光然.流媒体技术在远程教育中的应用【J].电 子技术,2001,f8):458-46o. 本教学信息单一化的局限,能充分开发、组合和利用各种教 》 与蔫 

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