35、无线摄像头网络实时监控的优化与构建

无线摄像头网络实时监控的优化与构建

1. 引言

在无线环境中处理和理解视频的研究领域，大规模视频传感器网络是一个较新且有待深入探索的方向。为了推动这方面的研究，开发了一个名为 VideoWeb 的实验室。该实验室需要构建一个包含摄像头、无线路由器、网桥和视频处理服务器等大量组件的强大网络架构。同时，硬件和设备的选择要综合考虑耐用性、性能和成本等因素，并且还需要一系列软件应用，如数据记录、视频分析、摄像头控制、事件识别、异常检测以及集成用户界面等。

设计 VideoWeb 面临诸多挑战，例如创建一个能同时支持数十个高带宽视频摄像头以峰值性能运行的无线网络，为摄像头提供电力和连接，构建能实时处理所有流数据的服务器群，实现低延迟的摄像头和服务器控制结构，以及设计能实时处理视频数据的算法。

2. 相关工作与贡献

此前虽有许多摄像头网络平台被提出，但对于如何配置和评估所构建网络的性能讨论较少。本文有以下贡献：
- 详细给出设计大规模无线摄像头网络时在硬件、软件和架构选择方面的有用指南。
- 针对网络中的 37 个单个摄像头，就帧率、分辨率、压缩率和延迟时间等性能指标进行帕累托优化。
- 对一组 12 个室外无线摄像头进行同步优化，以了解在现实条件下使用大型网络时的性能权衡。

3. 构建摄像头网络

3.1 选择网络类型

摄像头网络有多种类型，如有线与无线、多跳无线、分布式与集中式处理等。决定构建何种网络的关键因素是确定主要应用。例如，如果网络主要用于监控，可靠性可能至关重要，此时硬连线网络可能是满足要求的唯一选择。而无线网络则提供更多自由，允许摄像头放置在硬连线摄像头无法