張闖++張海濤++李文生

摘要：本文主要探討了異構(gòu)互連視頻監(jiān)控系統(tǒng)中視頻媒體的共享與定位問(wèn)題。根據(jù)視頻媒體傳輸時(shí)大容量、時(shí)間長(zhǎng)、高速度等特點(diǎn)，提出了一種多級(jí)的監(jiān)控視頻媒體共享與定位方法，該方法從媒體資源的描述、媒體資源的發(fā)布、媒體資源的定位三個(gè)方面進(jìn)行研究，主要解決視頻監(jiān)控系統(tǒng)中視頻文件和視頻流的共享與定位問(wèn)題，利用P2P相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)原理，制定了通用的監(jiān)控媒體資源描述規(guī)范和多級(jí)監(jiān)控媒體資源搜索算法，以滿足多級(jí)互連視頻監(jiān)控網(wǎng)中視頻資源快速高效的定位需求。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；視頻監(jiān)控系統(tǒng)互連；P2P；視頻資源共享；媒體資源發(fā)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：TP311.52

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.12.004

本文著錄格式：張闖，張海濤，李文生.異構(gòu)視頻監(jiān)控系統(tǒng)媒體資源共享與發(fā)現(xiàn)機(jī)制研究[J].軟件，2015，36（12）：16-21

0 引言

隨著技術(shù)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，現(xiàn)代生活中智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，然而現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)互相獨(dú)立，資源和數(shù)據(jù)無(wú)法共享，也無(wú)法保證視頻采集設(shè)備的兼容性，所以視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)大聯(lián)網(wǎng)以及不同監(jiān)控設(shè)備兼容接入的需要成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)新的發(fā)展趨勢(shì)。隨著接入的監(jiān)控設(shè)備越來(lái)越多，如何保證跨區(qū)域、跨等級(jí)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中媒體資源的共享與定位是一個(gè)急需解決的問(wèn)題，因此本文主要從視頻媒體資源描述、視頻媒體資源發(fā)布和視頻媒體資源發(fā)現(xiàn)這三方面進(jìn)行研究。

視頻媒體資源描述方面，通常采用監(jiān)控視頻媒體資源的元數(shù)據(jù)，主要是用來(lái)描述視頻媒體資源的語(yǔ)義化信息，以供計(jì)算機(jī)進(jìn)行識(shí)別。傳統(tǒng)的視頻媒體描述信息可以分為兩部分，即上下文（context）描述信息和內(nèi)容（content）描述信息，即只包含了視頻時(shí)長(zhǎng)、專輯名稱、視頻格式等信息，但是在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，還需要視頻媒體資源的位置信息、時(shí)間信息、視頻類型（視頻文件和視頻流媒體）等，這就需要設(shè)計(jì)一套符合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻媒體資源信息描述方法，以滿足大規(guī)模下監(jiān)控視頻媒體的共享與發(fā)現(xiàn)需求。

視頻媒體資源發(fā)布方面，最簡(jiǎn)單的解決辦法是為每個(gè)申請(qǐng)者建立一條發(fā)送視頻流的鏈接，這就是傳統(tǒng)的C/S（Client/Server）結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的監(jiān)控視頻媒體發(fā)布，是單節(jié)點(diǎn)的視頻媒體發(fā)布，這樣在大聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)視頻監(jiān)控系統(tǒng)下很難滿足大量的請(qǐng)求需求，而且很容易造成局部網(wǎng)絡(luò)擁堵，從而影響整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的工作性能，同時(shí)在單節(jié)點(diǎn)下很難保證數(shù)據(jù)的安全性和可靠性，本文將重點(diǎn)討論研究和設(shè)計(jì)異構(gòu)視頻監(jiān)控系統(tǒng)媒體資源共享的發(fā)布機(jī)制。

視頻媒體資源定位方面，視頻監(jiān)控系統(tǒng)下媒體資源的定位是視頻媒體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的重要保證，只有保證了視頻媒體資源的正確高效的定位，才能開(kāi)始視頻媒體的傳輸。傳統(tǒng)的監(jiān)控視頻媒體資源定位，主要依據(jù)網(wǎng)絡(luò)攝像頭IP地址和視頻媒體文件的元信息，而且規(guī)模只能限定小范圍的區(qū)域，而且沒(méi)有考慮到定位資源可存在于多個(gè)視頻監(jiān)控節(jié)點(diǎn)中，就目前監(jiān)控視頻區(qū)域大聯(lián)網(wǎng)的趨勢(shì)下，傳統(tǒng)的方法很難保證查找的效率和準(zhǔn)確性。本文將利用P2P相關(guān)的資源定位技術(shù)，研究視頻監(jiān)控系統(tǒng)大聯(lián)網(wǎng)情況下，視頻媒體資源定位問(wèn)題。

l 相關(guān)工作

隨著GB/T28181-2011《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的出版發(fā)行，安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有了一套標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，提出了基于SIP協(xié)議的信令網(wǎng)關(guān)互聯(lián)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)和對(duì)等節(jié)點(diǎn)互聯(lián)結(jié)構(gòu)，同時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)比較清晰地定義了互聯(lián)的通信模型、媒體傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式。對(duì)大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，尤其是安防聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)建設(shè)給出了明確的、可實(shí)施的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)啟了解決系統(tǒng)互聯(lián)的一扇門。當(dāng)然該方案依然沒(méi)有很好地解決視頻媒體資源共享問(wèn)題，這樣很容易造成單節(jié)點(diǎn)失效和視頻媒體轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)于集中。為了解決上述出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了廣泛研究，孫志華中提出了一種網(wǎng)格環(huán)境中基于P2P（Peer to Peer）的資源共享方案，將互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)劃分成網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。呂曉鵬等中提出了采用層次化DHT（Distributed Hash Table）體系結(jié)構(gòu)，利用雙棧節(jié)點(diǎn)構(gòu)建上層的DHT覆蓋網(wǎng)實(shí)現(xiàn)ALG（Application Layer Gateway）功能。在視頻流轉(zhuǎn)發(fā)方面，Kcogh E.提出了一種利用緩存代理服務(wù)器來(lái)減少對(duì)主干帶寬資源的消耗，從而改善流應(yīng)用的擴(kuò)展性。然而這些都不是在視頻監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用，本文基于呂曉鵬等的設(shè)計(jì)方法，提出了一種視頻監(jiān)控網(wǎng)通用型的共享機(jī)制，以解決視頻監(jiān)控系統(tǒng)中流媒體和視頻文件的共享與發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

在現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，尤其在視頻監(jiān)控系統(tǒng)大組網(wǎng)的情況下，如果有大量視頻媒體資源請(qǐng)求某一個(gè)節(jié)點(diǎn)的，勢(shì)必造成局部網(wǎng)絡(luò)的擁堵和節(jié)點(diǎn)的失效，而如果將P2P相關(guān)技術(shù)引入到視頻監(jiān)控系統(tǒng)，就可以避免這一種情況的發(fā)生，同時(shí)由于視頻媒體資源分散不同節(jié)點(diǎn)，以提高了媒體資源的可靠性，本文正是結(jié)合了P2P技術(shù)的去中心化、易擴(kuò)展、健壯性、高性能/價(jià)格比的特點(diǎn)，進(jìn)行了基于P2P的監(jiān)控系統(tǒng)媒體資源共享與發(fā)現(xiàn)機(jī)制研究。

2 異構(gòu)視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)互聯(lián)模型分析

根據(jù)GB/T28181-2011《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，兩個(gè)信令安全網(wǎng)關(guān)的聯(lián)網(wǎng)可分為了級(jí)聯(lián)的方式和對(duì)等的方式，這里我們主要參考監(jiān)控區(qū)域網(wǎng)關(guān)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方式，給出了聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖，如圖1為多級(jí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)的互連結(jié)構(gòu)圖。

由圖1可以看出同級(jí)的監(jiān)控區(qū)域網(wǎng)關(guān)可以相互連通，上級(jí)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)管理多個(gè)下級(jí)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，例如二級(jí)監(jiān)控區(qū)域中的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)屬于一級(jí)監(jiān)控區(qū)域某個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)管理，而在同級(jí)的監(jiān)控區(qū)域視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)是一種對(duì)等的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)沒(méi)有等級(jí)之分，是組成視頻監(jiān)控系統(tǒng)媒體資源共享的最小單位。如果把同級(jí)別的監(jiān)控區(qū)域看作一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將構(gòu)成的是星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，而但每一個(gè)監(jiān)控區(qū)域節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以看作是一個(gè)全連通圖網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，當(dāng)然考慮到某些節(jié)點(diǎn)的路阻問(wèn)題，某些節(jié)點(diǎn)是可能不具有連通性的，但監(jiān)控視頻網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D主體結(jié)構(gòu)與該模型類似，本文的研究?jī)?nèi)容主要在該系統(tǒng)互連模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)研究。

3 媒體資源共享機(jī)制設(shè)計(jì)

監(jiān)控視頻媒體資源的共享機(jī)制主要包含兩方面的內(nèi)容，一方面是媒體資源的描述問(wèn)題，即如何描述監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生的媒體資源信息，定義媒體資源描述標(biāo)準(zhǔn)的通用格式，并生成相應(yīng)的信息描述文件，以便其他聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)與識(shí)別；另一方面是媒體資源的發(fā)布，既是媒體資源的注冊(cè)到視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，使其他節(jié)點(diǎn)能夠檢索到媒體資源信息，該章節(jié)主要針對(duì)這兩方面的問(wèn)題進(jìn)行討論研究。

3.1 監(jiān)控媒體資源分析

按種類劃分，監(jiān)控視頻媒體資源可以分為：監(jiān)控視頻媒體文件和實(shí)時(shí)流媒體文件、點(diǎn)播流媒體文件。對(duì)于點(diǎn)播流媒體文件可以將存儲(chǔ)到節(jié)點(diǎn)的視頻媒體文件以流媒體的形式轉(zhuǎn)發(fā)出來(lái)，所以監(jiān)控視頻媒體文件與點(diǎn)播流媒體文件可以看作同一種共享媒體資源，只是請(qǐng)求的發(fā)送方式不同。而對(duì)實(shí)時(shí)流媒體文件是從監(jiān)控設(shè)備（一般是攝像頭）上實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)的流媒體數(shù)據(jù)，以供客戶端實(shí)時(shí)查看。綜合以上分析結(jié)果，實(shí)際的監(jiān)控媒體資源可分為兩種：監(jiān)控視頻媒體文件和實(shí)時(shí)流媒體文件，這兩種文件的請(qǐng)求和傳輸?shù)炔僮鞫际且蕾囉谒麄兊拿枋鑫募鳛轵?qū)動(dòng)。

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)媒體資源描述

媒體資源描述主要目的是能夠使計(jì)算機(jī)能夠發(fā)現(xiàn)和識(shí)別媒體資源，它是分布式資源共享的基礎(chǔ)，本小節(jié)研究主要內(nèi)容是制定標(biāo)準(zhǔn)化通用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中媒體資源信息描述格式，并給出了相關(guān)的示例。由上一小節(jié)分析可知，媒體資源的描述主要分為兩類媒體資源的描述，監(jiān)控視頻媒體文件資源的描述和實(shí)時(shí)流媒體文件的描述，而XML（Extensible Markup Language）作為一種元語(yǔ)言，它在Web數(shù)據(jù)交換、元數(shù)據(jù)標(biāo)引等方面的應(yīng)用最為廣泛，因此本文采用XML作為共享資源的元標(biāo)記語(yǔ)言。對(duì)兩者分別進(jìn)行描述如下示例：

3.2.1 監(jiān)控視頻文件描述

上述的資源描述根節(jié)點(diǎn)為source，同時(shí)type屬性規(guī)定了source的類型（視頻文件/視頻流），id為該資源的標(biāo)識(shí)號(hào)，該id主要保證了單個(gè)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)媒體資源的唯一。在source節(jié)點(diǎn)內(nèi)，監(jiān)控視頻描述格式比實(shí)時(shí)流文件的描述格式多了一個(gè)時(shí)間元素，其中start標(biāo)識(shí)開(kāi)始時(shí)間，該時(shí)間為一個(gè)long型的時(shí)間戳，length表不該視頻媒體文件持續(xù)時(shí)間；producter用來(lái)表示監(jiān)控視頻采集設(shè)備的信息，gateway表示產(chǎn)生該視頻媒體資源的監(jiān)控區(qū)域網(wǎng)關(guān)。

3.3 監(jiān)控系統(tǒng)媒體資源發(fā)布機(jī)制

3.3.1 多級(jí)化的Chord索引結(jié)構(gòu)

本章節(jié)研究的主要內(nèi)容是視頻媒體資源文件索引機(jī)制，該索引機(jī)制是在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)情況下節(jié)點(diǎn)的索引機(jī)制，本文采用基于Chord協(xié)議的DHT索引機(jī)制，實(shí)際上Chord協(xié)議僅支持一種操作，既把一個(gè)給定的key映射到一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，Chord使用了一致性hash算法（consistent hashing）的變體，這種算法的好處是可以把Chord網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)到特定而唯一的key上，通過(guò)key值在In（n）的查找時(shí)間內(nèi)即可找到所要定位的節(jié)點(diǎn)。然而由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，上級(jí)節(jié)點(diǎn)分布的資源要比下級(jí)節(jié)點(diǎn)分布的資源多，容易產(chǎn)生上級(jí)節(jié)點(diǎn)的索引數(shù)據(jù)的聚集效應(yīng)，造成節(jié)點(diǎn)定位的傾斜，本文基于視頻監(jiān)控網(wǎng)多級(jí)結(jié)構(gòu)的提出了多級(jí)化的chord索引方法，既把同級(jí)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)看作點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并且在每一個(gè)級(jí)別上組建一個(gè)的基于Chord協(xié)議的DHT視頻媒體資源描述文件索引，使的每一級(jí)的DHT索引只負(fù)責(zé)本級(jí)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)媒體資源信息索引的存儲(chǔ)，這里可以參照?qǐng)D2多級(jí)視頻監(jiān)控網(wǎng)DHT結(jié)構(gòu)示意圖所示。

在環(huán)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)記錄的數(shù)據(jù)主要是監(jiān)控系統(tǒng)中媒體資源索引數(shù)據(jù)，其中具體的單條數(shù)據(jù)格式為KEY：SET（N1， N2， N3...），KEY=shal（id+uuid），其中shal（Secure Hash Algorithm）為安全哈希算法函數(shù)，用來(lái)計(jì)算KEY值，id和uuid分別為監(jiān)控媒體資源描述中source元素的id值和producter元素的uuid，同時(shí)KEY值也是定位存儲(chǔ)了待檢索媒體文件節(jié)點(diǎn)的KEY值，通過(guò)KEY檢索出的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)的是若干網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，這些網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)共享了同一個(gè)視頻媒體資源，既SET中Nl、N2和N3等表示的是發(fā)布該條媒體資源所在節(jié)點(diǎn)，為避免出現(xiàn)共享節(jié)點(diǎn)重復(fù)這里需要使用SET存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。

3.3.2 監(jiān)控視頻文件的發(fā)布

監(jiān)控視頻媒體文件的發(fā)布的過(guò)程，既是監(jiān)控區(qū)域網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將其所擁有的監(jiān)控視頻媒體文件信息注冊(cè)到該節(jié)點(diǎn)所屬的chord文件索引中，該視頻文件可以是所在網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)新產(chǎn)生的視頻文件，也可以是從其他網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)拷貝過(guò)來(lái)的視頻文件。對(duì)于新產(chǎn)生的視頻文件，該文件所屬的視頻監(jiān)控節(jié)點(diǎn)將為之生成監(jiān)控視頻描述文件（具體的描述格式可以參考3.2小節(jié)），并根據(jù)上述索引數(shù)據(jù)存儲(chǔ)規(guī)則，將相關(guān)的信息寫入到chord索引中，而對(duì)于拷貝過(guò)來(lái)的視頻媒體文件，該節(jié)點(diǎn)需要將該視頻媒體文件的描述文件拷貝過(guò)來(lái)，并依據(jù)規(guī)則將描述文件提供的信息寫入到chord索引中，這樣就構(gòu)成了共享的媒體資源索引，也同時(shí)完成了監(jiān)控視頻媒體文件的發(fā)布。

3.3.3 監(jiān)控視頻流的發(fā)布

由于監(jiān)控視頻流是一種實(shí)時(shí)的流媒體，所以不適合保存，只需將監(jiān)控視頻流媒體的描述文件發(fā)布到Chord索引中，當(dāng)有請(qǐng)求讀取某個(gè)視頻流描述文件的視頻流時(shí)，就可以根據(jù)監(jiān)控視頻流媒體的描述文件提供的信息，進(jìn)行請(qǐng)求和轉(zhuǎn)發(fā)。為了避免大規(guī)模集中的視頻流請(qǐng)求，可能需要將監(jiān)控視頻流描述文件發(fā)送到其他監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上，這樣其他網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)就拷貝并共享地發(fā)布了原始視頻流描述文件，這里可以將其他網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)為視頻流轉(zhuǎn)發(fā)的代理節(jié)點(diǎn)，這樣將解決了單節(jié)點(diǎn)無(wú)法滿足大量集中的實(shí)時(shí)視頻流請(qǐng)求，可參考圖3視頻流轉(zhuǎn)發(fā)示意圖，可以看出代理節(jié)點(diǎn)向原始節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求視頻流媒體數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)視頻流媒體數(shù)據(jù)給請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)，這樣就大大緩解了原始監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)分發(fā)視頻流媒體數(shù)據(jù)的數(shù)量。

為了更好地描述媒體資源的發(fā)布流程，可參考發(fā)布流程核心算法：

4 視頻監(jiān)控媒體資源的發(fā)現(xiàn)

視頻監(jiān)控媒體資源的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，重要分為兩個(gè)過(guò)程，第一個(gè)過(guò)程是視頻監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的定位，即視頻監(jiān)控區(qū)域網(wǎng)關(guān)；第二個(gè)過(guò)程根據(jù)節(jié)點(diǎn)提供的媒體資源描述信息查找共享節(jié)點(diǎn)并請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)媒體資源。

第一個(gè)過(guò)程，視頻監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的定位，定位視頻監(jiān)控區(qū)域網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的方法為逐級(jí)向上查詢，這里可以參照?qǐng)D4多級(jí)樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，Ni表示的是上級(jí)節(jié)點(diǎn)管轄的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，有圖4可以得出，最底層葉子結(jié)點(diǎn)只負(fù)責(zé)所在區(qū)域的監(jiān)控媒體資源的采集和記錄，而其上級(jí)主要作用為管理若干其下屬節(jié)點(diǎn)，當(dāng)然上級(jí)節(jié)點(diǎn)所管轄的監(jiān)控區(qū)域范圍也隨之增加，所以對(duì)于視頻流源節(jié)點(diǎn)的定位，可以逐級(jí)向上查詢，例如N5區(qū)域內(nèi)監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的查詢需上報(bào)N₂區(qū)域公共上級(jí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行查詢，N₅與N₆區(qū)域之間節(jié)點(diǎn)的查詢需要上報(bào)到N₁區(qū)域進(jìn)行查詢，由此可以給出相關(guān)查詢定位的步驟：

Stepl：有查詢需求的節(jié)點(diǎn)生成查詢信息并附帶自己的網(wǎng)關(guān)信息，發(fā)送到上級(jí)節(jié)點(diǎn)。

Step2：上級(jí)節(jié)點(diǎn)收到查詢信息開(kāi)始檢索數(shù)據(jù)，如果找到返回要查詢節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)關(guān)信息給請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)，如果沒(méi)有查詢到則返回null信息并附帶其上級(jí)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)。

Step3：查詢節(jié)點(diǎn)根據(jù)上級(jí)查詢結(jié)果，如果有查詢結(jié)果結(jié)束查詢，如果沒(méi)有查詢結(jié)果轉(zhuǎn)到Stepl。

第二個(gè)過(guò)程，查詢節(jié)點(diǎn)獲取到視頻監(jiān)控節(jié)點(diǎn)信息以后，就可以獲取該節(jié)點(diǎn)已發(fā)布的媒體資源描述文件，根據(jù)媒體描述文件信息，然后逐級(jí)查詢Chord環(huán)型索引，獲取共享該媒體資源的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)，該查詢過(guò)程的核心算法如下：

由上述代碼可以看出，共享媒體資源節(jié)點(diǎn)的定位實(shí)際上是檢索不同級(jí)的Chord環(huán)索引，然后查詢節(jié)點(diǎn)根據(jù)獲取的共享節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)信息決定如何獲取媒體資源。

5 系統(tǒng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證本文所設(shè)計(jì)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的共享與發(fā)現(xiàn)的方案的可行性，采用了模擬的方式進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作，驗(yàn)證所使用的工具，一臺(tái)臺(tái)式電腦，cpu為intel core i3，內(nèi)存大小4G，所采用的軟件為java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的open chord庫(kù)和eclipse編輯器.模擬過(guò)程中主要驗(yàn)證如下兩個(gè)個(gè)方面：共享媒體資源節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的驗(yàn)證；共享媒體資源定位所用時(shí)間的對(duì)比。

對(duì)于共享媒體資源節(jié)點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證主要按照系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)圖，模擬的多級(jí)chord索引結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行查詢工作，其中一級(jí)由100節(jié)點(diǎn)組成，二級(jí)由1000個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，三級(jí)由10000個(gè)節(jié)點(diǎn)組成：運(yùn)行結(jié)果如圖5媒體資源查找結(jié)果：

由上述的模擬結(jié)果可以看出，需要查詢的資源為test，查詢的結(jié)果為第三級(jí)找到了共享test媒體資源的五個(gè)節(jié)點(diǎn)，在第二級(jí)找到了共享test媒體資源的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，第一節(jié)點(diǎn)沒(méi)有找到相關(guān)的信息，符合實(shí)驗(yàn)之初的預(yù)設(shè)。

對(duì)于共享媒體資源定位所用時(shí)間的驗(yàn)證，主要采用Mysql數(shù)據(jù)模擬集中式查詢、Flooding算法進(jìn)行洪泛查詢和多級(jí)Chord索引方法查詢。由上圖6可以看出，基于Chord算法的查找時(shí)間浮動(dòng)很小，而是采用Flooding算法和基于數(shù)據(jù)庫(kù)的Mysql集中式查詢時(shí)間浮動(dòng)很大，其中當(dāng)視頻媒體資源數(shù)大于100萬(wàn)以后，采用Mysql的方式進(jìn)行查詢效率明顯下降，而采用Flooding算法進(jìn)行查詢時(shí)間變化幅度沒(méi)有Mysql的幅度大，但是也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Chord算法。由此可知，采用Chord算法比較適合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的媒體資源查詢工作。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文主要研究了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的資源共享與發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，其中監(jiān)控媒體資源共享主要分為兩個(gè)方面的內(nèi)容：一方面為媒體資源的信息描述，因?yàn)楸O(jiān)控系統(tǒng)中媒體資源的分發(fā)，點(diǎn)播，直播等操作依賴于媒體資源的描述文件，也可以認(rèn)為媒體資源的描述信息驅(qū)動(dòng)著相關(guān)的操作；另一方面為媒體資源的發(fā)布，本文主要考慮到視頻監(jiān)控系統(tǒng)大聯(lián)網(wǎng)的趨勢(shì)下，單個(gè)節(jié)點(diǎn)很難滿足大規(guī)模集中式視頻媒體請(qǐng)求，而將基于P2P技術(shù)的分布式共享，負(fù)載均衡方法引入到視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該問(wèn)題就會(huì)得到很好的解決，根據(jù)相關(guān)參考文獻(xiàn)采用了基于Chord算法的DHT索引結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上提出了多級(jí)Chord索引的改進(jìn)方案，使之很好的滿足了大規(guī)模的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的需求。而視頻媒體資源的發(fā)現(xiàn)主要分兩個(gè)階段：第一階段是查找視頻媒體資源的源節(jié)點(diǎn)，該階段主要是按照視頻監(jiān)控系統(tǒng)的分級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐層向上查詢知道找到視頻監(jiān)控節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)；第二階段是基于Chord算法的視頻媒體共享資源的查詢，由于文件的查詢主要依賴于媒體資源描述文件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，結(jié)合了攝像頭的UUID和媒體資源的特定的ID號(hào)逐級(jí)進(jìn)行檢索共享媒體資源的節(jié)點(diǎn)，以達(dá)到發(fā)現(xiàn)大聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)下視頻監(jiān)控系統(tǒng)媒體資源。