关键词：视音频传输；测量
中图分类号：TP37文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）26-0209-02
网络条件的迅速提升，促使远程视音频交互应用被广泛使用。视频聊天、网络直播、视频会议、远程教育，这些“远程视音频交互”应用的广受欢迎，促使市场的迅速发育，相关产品和方案也越来越丰富。用户在感到欣喜的同时，很快发现一个令人头疼的问题――那么多的产品，那么多的方案，该如何选择呢？
用户选择产品时最主要考虑的就是性能和价格两个方面。这其中，价格本身就是数字量，非常直观，而性能则很难评判――每个商家都把自己的产品和方案说得天花乱坠。但是多数产品的价格都需要用户进行理性地采购，而普整理户的技术条件有限，如何能够客观、精确、方便地评价这些产品和方案，成为了普遍关心的问题，也成了我们研究的内容。
民用产品的性能，最终会表现在用户体验上。在远程视音频交互中，影响用户体验最主要的因素包括：视频分辨率、画面质量、音频质量、视频延时、音频延时和视音频同步等六项。
前三项中“视频分辨率”是程序或手工设定的，因此很容易判断。“画面质量”包括色彩和锐度等，可以在相同分别率和码流的情况下，通过截图进行比较，也不难。而“音频质量”则因为所占信息量的比例较小，在以语音为主的应用中基本可以不做评估。
后三项是评估的难点，因为都与时间有关，因此评价时需要拿出确切的数字才有说服力，我们经过多次的实验比较，找到了行之有效且适合推广的测量方法。
1“镜像法”测量视频延时
如图1所示，首先“终端1”在本地的屏幕上显示一个秒表程序，用本地的摄像头将秒表程序的运行画面通过远程视音频交互产品传输到“终端2”。然后，“终端2”用本地的摄像头将接收到的从“终端1”传来的画面再回传给“终端1”。最后，“终端1”以画中画形式同时显示本地和远端画面，此时就可以通过截图，保存某一时刻“本地秒表”和“回传秒表”的画面，从而了解精确的画面时延。
对于经常遇到的摄像头固定在显示器上方的情况，则可以在显示器前放置一面镜子――因此，我们称该方法为“镜像法”。
2“回声法”测量音频延时
测量音频延时的前提是要将音频可视化，这要借助专门的音频编辑软件，然后借用“镜像法”的思想来实现。
如图2所示，首先在“终端1”上开启一个录音程序，然后在“终端1”上持续播放音频，通过远程视音频交互产品将音频传输到“终端2”。接下来，“终端2”用本地的麦克风将将接收到的从“终端1”传来的音频再回传给“终端1”――因此称为“回声法”。“终端1”上的录音软件会把本地音频和回传音频合并后的音频记录下来。最后将录音文件导入音频编辑软件，通过波形分析，就能找到源波形和回声波形之间的时间差，从而得到音频延时测量结果。
3“录像非编法”测量视音频同步
传统的测量视音频同步的方法是“击掌法”，即远端镜头前的用户有节奏地击掌，本地通过观察击掌画面和听到的击掌声之间是否有明显的时间差来判断是否存在视音频不同步的问题。“击掌法”对单个产品在视音频同步方面的性能可以做出定性评价，但是在不同产品的性能对比中，因为无法定量，因此缺乏说服力。
我们设计的方法是这样的。如图3所示，首先在“终端1”上用音频编辑软件持续播放音频，用本地的摄像头将音频编辑软件播放音频的画面和声音通过远程视音频交互产品传输到“终端2”。之所以强调用“音频编辑软件”播放音频，是因为这类软件在播放音频时，会同步显示波形。
然后在“终端2”一端用外置的录像设备，将接受到的视音频记录下来。之所以强调用外置的录像设备（建议是专门的摄像机），是因为如果采用“录屏软件”录制，由于录屏软件本身会消耗不少资源，因此会对测量造成明显的干扰。
最后，把录像文件导入非编软件，就可以在非编环境下通过观察画面上的波形和实际音轨中波形的时间差，对视音频同步情况进行精确的测量――因此称为“录像非编法”。
4小结
以上就是我们设计的远程视音频传输性能的测量方法。方法中在涉及录音的环节应尽量保持环境安静，否则会对后期的波形分析带来困扰。其中谈到的音频编辑软件和非编软件都可以选择大众主流产品――因为仅需用到很基础的功能，因此不会给用户带来很大压力。
关于测量精度，由于视频传输的帧率通常是30或60，因此测量精度可以达到小数点后第二位。对于以用户体验为研究对象的测量，这样的精度已经可以满足研究的要求了。
参考文献：
【关键词】移动通信技术GPRS远程数据传输系统
一、GPRS技术
GPRS（GeneralPacketRadioService）是一种在现有的GSM系统发展而来的采用无线分组业务的交换技术，其利用共享的无线信道提供端到端的、广域的无线IP的连接。多个无线信道可被用户可同时占用，同时多个用户又可共享同一无线信道，最终实现了对资源的有效利用。
因此GPRS可极大的提高数据的传输速率和传输量，而且它的计费方式采用按流量计费，相对比较合理，与传统的有线数据采集方式相比，使通信线路的建设和维护成本大大降低，使系统的灵活性得到提高，而且监控的范围不受地域的限制，可任意扩充节点的控制目标，通信线路比较稳定，不易发生通信故障，即使出现问题，也能迅速发现和及时排除。
二、远程数据传输系统的研究发展现状
目前，在无线数据传输领域，基于GPRS技术的无线数据传输正成为主流方式，相比于传统的传输方式，它具有诸多优点如：实时性好、成本低、可靠性高、不受地域限制等。
GPRS技术起源于欧洲，相对来说，国内的网络建设起步晚于其他国家。通过国内外研究的文献可看出，国内在GPRS技术方面的应用，大多采用国外现有的GPRS模块，这些模块主要是来自德国的SIEMENS、美国的Motorola、法国的WaveCom等公司。国内的企业像中兴，华为也有相应的GPRS数据传输模块产品。虽然说国内的GPRS无线通信技术相对起步比较晚，但目前已经在消费电子、工业控制、环境保护以及监测等行业得到广泛应用，虽然GPRS服务在国内的应用及研究尚处于起步阶段，但在这一领域的应用研究空间还比较大。
近年来，基于GPRS无线数据传输的研究也涉及到各个方面，有的对移动数据通信的全套解决方案的致力，针对工业控制、消费电子、交通运输、远程教育、远程医疗和遥控遥测等不同的行业，开发了各种具有针对性的实体的产品，其功能包括数据通信、数据采集、数据管理等。
三、远程数据传输系统存在的问题
目前，远程数据传输系统存在的三个主要问题是：数据传输效率、可靠性及安全性。目前网络传输数据时普遍存在的一个问题是数据传输存在延时，这对系统的稳定性和传输效率的传输大大降低，极易对远程数据的传输导致失败。传输时间对于基于网络的远程数据传输系统来说，成为影响传输效率的最主要因素，缩短传输时间的手段之一是使用有效合理的网络传输协议。
选用的传输介质、传输方式以及传输协议共同决定数据的可靠性，同时在数据传输时，对数据的实时性、重要性等要尽可能考虑，例如在传输协议选择方面是面向无连接的UDP协议还是连接的TCP协议，为保证数据的可靠性应选用不同的方式。
基于网络的远程数据传输系统不可避免的问题之一是安全问题，如今大多是通过公共网络来对进行数据传输的，传输过程中，可能遭受到黑客窃取、病毒攻击等，这可导致数据的外泄、丢失或被篡改，在对系统进行设计时，数据安全问题不容忽视，这就需要对数据的保密性来进行设计。
四、小结
关键词：网络；远程视频监控；323加密；解密
tudyonecurityofInternet-basedRemoteVideoMonitoringransmission
ZANGYuanfeng
(MinxiVocationalandechnicalCollege,Longyan,364021,China)[J13]
Abstract：Network-basedvideomonitoringsystemhasattractedmoreandmoreattention,howtoensurethesecurityofremotevideomonitoringsystemshouldbegivenadeepstudyhearticlepresentsamethodofremotevideomonitoringusing323communicationsprotocoltoachievesecurityBasedon323protocol,themethodincreasesthesafety-certificationbeinginvolvedinthesystembymonitoringendintheprocessofcallcontrolandimprovesthesecurityofremotevideomonitoringbusinessFurthermore,thecorrespondingvideomonitoringsystemhasnotonlytheperfectcallcontrolandmediacontrolprocess,butalsothegoodinteroperabilityandscalabilityduetohavingusedstandard323multi-mediaprotocol
Keywords：network;remotevideomonitoring;encrypted323;decryption[J12/3]
1引言
随着Internet网络的迅速发展，基于Internet网络的各种应用层出不穷，远程视频监控是其中很有发展前景的应用之一。一方面视频压缩技术有了很大的发展，另一方面光纤到楼，光纤到户以及ADL等多种网络接入方式，使企业、家庭等不同用户都能方便地享受宽带Internet网络，用于家庭安全、工业控制等的基于Internet网络的远程视频监控系统已开始成为研究的热点。
目前基于Internet网络的远程视频监控系统一般采用比较简单的呼叫控制流程，如采用自定义的呼叫建立命令，而且对于视频监控系统的安全性也考虑不够充分，有的系统增加了用户认证，在远程监控端设置服务器，存放注册用户的用户名、密码以及其他信息，只有合法用户才可以呼叫本地监控端［1］。但这种安全方案中只是保证了主叫端用户登录时的安全性，而且用户管理报务器集中存放了用户名和密码，很容易成为黑客攻击对象，一但用户安全信息被窃取，整个系统的安全性就被破坏了。如果在后续的呼叫控制过程中增加被叫端参与安全认证，就可以大大加强远程视频监控业务的安全性。
2基于Internet网络的远程视频监控系统
基于Internet网络的远程视频监控系统如图1所示［2］，包括远程监控端和本地监控端。本地监控是位于监控现场的独立的嵌入式设备，负责本地音频信息的采集、编码、加密和传送，并负责对以下第3节中提出的远程监控密码的安全认证。
远程监控端是具有远程监控功能的计算机或IP可视终端，负责对以下第3节中提出的远程监控密码进行加密和传送，并负责在远程监控密码被安全认证通过之后，对被监控端音视频媒体数据进行解密、解码和播放。远程监控端与本地监控端之间通过Internet网络连接。
3采用323协议实现安全的远程视频监控的方法和原理
IU-323协议体系为现有的分组网络提供多媒体通信的标准，它规定基于分组网进行两点/多点实时媒体通信的系统逻辑组件、消息定义和通信过程［3］。323已广泛地应用于可视电话、视频会议等IP宽带业务中。
这里所描述的实现基于Internet网络的安全的远程视频监控的方法是在．323多媒体通信协议流程的基础上，增加了远程监控密码的加密、传送、解密和验证的过程，以及在远程监控密码通过验证后，本地监控端的音视频媒体数据的加密、传送和解密的过程。
采用323协议实现安全的远程视频监控的方法主要包括以下3个部分［4］：
(1)利用323消息流程传送和验证远程监控密码的过程；
(2)远程监控密码的加密和解密过程；
(3)音视频媒体数据的加密和解密过程。
31.利用323消息流程传送和验证远程监控密码的过程[B)]
利用323消息流程传送和验证远程监控密码的过程，可以有2种方式，一种方式是在呼叫控制流程中传送和验证远程监控密码，另一种方式是在呼叫控制和媒体控制过程后传送和验证远程监控密码［］。
311方式一
如图2所示，在呼叫控制流程中传送和验证远程监控密码的方式，具体过程如下：
（1）远程监控端呼叫本地监控端，将远程监控密码暗文作为22消息中的扩展项传送至本地监控端；
（2）本地监控端接收到22消息，从扩展项取出远程监控密码暗文，解密后与本地监控端存储的监控密码进行比较，如果比较结果一致，密码验证通过，则进入24媒体控制交互流程，如果24交互成功，则本地监控端开始向远程监控端传送被监控现场的音视频媒体数据；如果比较结果不一致，密码验证失败，结束通信。
312方式二
如图3所示，在呼叫控制和媒体控制过程后传送和验证远程监控密码的方式，具体过程如下：
（1）远程监控端呼叫本地监控端，呼叫成功并且24媒体控制交互成功，则本地监控端要求远程监控端输入远程监控密码；
（2）远程监控端采用DMF（DoubleoneMultiFrequency，双音多频）方式以每次单个字符传送远程监控密码暗文；
其中，DMF可以采用以下4种承载方式之一对暗文的远程监控密码进行打包传送：
①通过Q931信息传输;
②通过24的IGNAL字段传输;
③通过24的IRING字段传输;
④通过RP音频逻辑通道传输，载荷类型为101，遵循标准RFC2833。
（3）本地监控端接收远程监控密码单字符暗文并解密、保存，当收到远程监控密码结束符或设置的接收远程监控密码定时器超时，则将收到的远程监控密码与本地监控端存储的监控密码进行比较，如果比较结果一致，密码验证通过，则本地监控端开始向远程监控端传送被监控现场的音视频媒体数据；如果比较结果不一致，密码失败、结束通信。
以上2种方式中，方式一的优点是远程监控端与本地监控端通信流程比较简洁，而且由于监控密码的验证在呼叫控制阶段，因此如果密码验证失败，则不需要再进行24媒体控制等流程，系统对于监控密码错误的响应时间很快。方式二的优点是除加密、解密部分以外，远程监控端可以是支持DMF的普通323终端，22呼叫控制和24媒体控制都是标准流程，不需要定制。
32远程监控密码的加密和解密的过程
远程监控密码以暗文方式传送，它由远程监控端发送，本地监控端接收和验证。首先，被监控端需要配置和保存远程监控密码。可以使用统一的远程监控密码，也可以采用不同的呼叫别名对应不同的远程监控密码。监控密码一般会有一定的位数限制，数据量很小，因此远程监控密码的加密可采用公钥加密算法，如RA算法。具体过程如下：
（1）远程监控端获得本地监控端的公钥；
（2）远程监控端采用公钥加密算法，使用（1）中公钥加密远程监控密码，并发送给本地监控端；
（3）本地监控端接收到监控密码暗文后，使用与（1）中公钥对应的私钥将暗文的监控密码转换为明文监控密码。
33音视频媒体数据的加密和解密过程
被监控现场的音视频媒体数据是由本地监控端发送，远程监控端接收。音视频媒体数据以加密的方式进行传送。音视频媒体数据量大，它的加密和解密可以使用对称密钥加密算法与公钥加密算法相结合的方法，即大量的音视频数据的加密、解密使用对称密钥加密算法，如DE算法，而利用公钥加密算法安全地交换执行对称加密时使用的机密密钥。具体过程如下：
（1）本地监控端创建一个随机机密密钥，本地监控端使用该机密密钥，采用对称密钥算法加音视频媒体数据；（2）本地监控端获得远程监控端的公钥，并使用该公钥，采用加密算法加密（1）中的机密密钥；
（3）本地监控端将暗文机密密钥和音视频媒体数据一起发给远程监控端；
（4）远程监控端使用与（2）中公钥对应的私钥将暗文机密密钥转换为明文，再利用该机密密钥将暗文音视频媒体数据转换为明文数据。
4结语
这里针对目前基于Internet网络的视频监控系统的一些问题，提出一种采用323通信协议实现安全的远程视频监控的方法，该方法在323协议的基础上，增加了系统在呼叫控制过程中本地监控端参与的安全认证，加强了远程视频监控业务的安全性，克服了仅在主叫端增加用户管理服务器，安全性易于受到破坏，维护成本高等缺点。
另外，由于采用标准的323多媒体协议,使相应的视频监控系统不仅具有完善的呼叫控制和媒体控制过程,而且具有较好的互通性和可扩展性,并可根据用户的需求增加其安全策略和附加功能等。
参考文献
［1］王萍，陈孝莲，林善明，等基于IP组播技术视频传输系统的设计与实现［J］计算机工程与设计，2004,2(12):234-236,239
［2］李虎，林中远程网络视频监控系统的设计与实现［J］现代电视技术，2004(6):1-3
［3］蔡婷婷，朱秀昌323中RP/RCP协议的分析与实现［J］世界网络与多媒体，2001():33-36
［4］王汇源，王峰一种用于远程图像监控系统的视频编码方案［J］计算机工程，2004(4):22-23
［］雷国雨，姜颖典型加密算法分析与信息安全加密体系设计［J］西南科技大学学报，200(4):26-28