視頻服務(wù)器與編碼技術(shù)及其發(fā)展趨勢分析

標簽：3G WAPI

一、前言

隨著(zhù)我國構建和諧社會(huì )和建設小康社會(huì )的全面進(jìn)行，安全成為大眾關(guān)心的熱點(diǎn)。不論是平安城市還是智慧城市的建設都是為了給市民提供安全保障及其相關(guān)服務(wù)，實(shí)現城市安防由“事后處理”向“事前控制”轉變，提升市民的安居滿(mǎn)意度;視頻服務(wù)器在實(shí)現這一轉變要求的同時(shí)，更多的是融入系統，提升自己的編碼功能，實(shí)現遠距離傳輸。本文重點(diǎn)對視頻服務(wù)器的原理組成、編碼技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)及發(fā)展趨勢等方面進(jìn)行介紹分析。

二、視頻服務(wù)器發(fā)展概述

視頻監控經(jīng)歷了從傳統的模擬閉路監控系統到數?；旌媳O控系統，再到現在的IP視頻監控系統。模擬閉路視頻監控系統監控能力由于受到了模擬視頻線(xiàn)纜傳輸長(cháng)度和放大器的限制，所以只能實(shí)現本地監控，到了第二代視頻監控系統基本實(shí)現了監控系統的遠程訪(fǎng)問(wèn)。目前，隨著(zhù)視音頻編碼技術(shù)及寬帶網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器使視頻遠距離傳輸的實(shí)現變得更容易、成本更低。

眾所周知，最早的視頻監控系統采用的是同軸線(xiàn)纜進(jìn)行視頻信號的傳輸，隨著(zhù)視頻監控系統的不斷擴大，傳輸距離的不斷增加，傳統的 CATV已經(jīng)不能滿(mǎn)足應用需求，而以DVR(數字硬盤(pán)錄像機)為核心的半模擬/半數字視頻監控方案進(jìn)入了視頻監控領(lǐng)域，但是這種方案從攝像機到DVR仍采用同軸線(xiàn)纜進(jìn)行信號傳輸。DVR可以支持錄像和回放，并支持有限量的IP網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)，其主要的功能體現在錄像和回放，適用于局部小監控系統，不適宜遠距離傳輸。

而以網(wǎng)絡(luò )為依托，采用視頻服務(wù)器搭建的以數字視頻處理技術(shù)為核心，綜合利用數字化圖像處理、嵌入式計算機系統、數據傳輸網(wǎng)絡(luò )、自動(dòng)控制和人工智能等技術(shù)的IP視頻監控方案成為今天視頻監控系統的主流。網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器不僅具有本地數字監控系統所具有的計算機快速處理能力、數字信息抗干擾能力、視頻圖像清晰及單機顯示多路圖像等優(yōu)點(diǎn)，而且真正發(fā)揮了寬帶網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)勢。通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )把監控中心和網(wǎng)絡(luò )可以到達的任何地方的監控目標組合成一個(gè)系統，真正適應了目前對視頻監控系統遠程、實(shí)時(shí)、集中的需求。

三、視頻服務(wù)器的原理及構成

網(wǎng)絡(luò )監控視頻服務(wù)器是一種實(shí)現音視頻數據編碼、網(wǎng)絡(luò )傳輸處理的專(zhuān)用設備，它由音視頻編碼器、網(wǎng)絡(luò )接口、音視頻接口、RS422/RS485串行接口、RS232串行接口等構成。

音視頻壓縮編碼器：由于模擬視頻數據量非常大;通過(guò)數模轉化后，數據量也很大，故要利用成熟的編碼技術(shù)，將視頻數據在滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )傳輸要求的技術(shù)指標下進(jìn)行高壓縮比的編碼，以滿(mǎn)足傳輸要求。以前的網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器一般采用M-JPEG等編碼器，用戶(hù)無(wú)法實(shí)現更高的壓縮碼率，以適合于各種不同的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，只能通過(guò)減低幀率實(shí)現網(wǎng)絡(luò )傳輸效果。目前各公司都已經(jīng)推出了MPEG-4的網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器以更能適應視頻網(wǎng)絡(luò )傳輸的要求。

網(wǎng)絡(luò )接口：由于以前的模擬產(chǎn)品的組網(wǎng)都主要通過(guò)建立獨立光纖實(shí)現網(wǎng)絡(luò )傳輸，網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器的以大網(wǎng)接口可以方便地實(shí)現IP組網(wǎng)，實(shí)現數據傳輸。網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器主要采用TCP/IP等協(xié)議實(shí)現音視頻數據、控制數據和狀態(tài)檢測信息等數據的網(wǎng)絡(luò )傳送。

音視頻接口：網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器帶有標準模擬音視頻輸入接口，方便監視各通道的視頻信號。網(wǎng)視通采用DynamicStreamControl技術(shù)保證雙向音頻實(shí)時(shí)傳輸，視頻幀率根據帶寬自動(dòng)調節，網(wǎng)絡(luò )中斷后自動(dòng)連接技術(shù)。

RS422/RS485串行接口：網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器帶有RS422/RS485串行通訊接口，可通過(guò)通訊線(xiàn)外接如云臺、快球等各種外設。

網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器可配合計算機中控軟件實(shí)現大系統組網(wǎng)方案，有的廠(chǎng)家網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器提供開(kāi)放的SOK，供用戶(hù)或第三方廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)和構建新的應用方式。

四、視頻服務(wù)器數字編碼技術(shù)

視頻服務(wù)器不僅集多通道、錄制和播放等功能于一體，還采用M—JPEG、MPEG-4和H.264壓縮算法對視頻圖像進(jìn)行壓縮處理，有效地降低了視頻存儲消耗的空間。從最早應用M-JPEGMPEG-4壓縮技術(shù)到H.264壓縮技術(shù)，視頻服務(wù)器從只支持單一編碼碼流傳輸發(fā)展到現在的雙編碼碼濟乃至三編碼碼流傳輸。而且同為H.264編碼，在同等視頻效果的前提，采用HIGHPROFILE級別的編碼比采用BASELINE級別的編碼能夠降低近40%左右的碼率。

五、視頻服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)

視頻服務(wù)器基于IP網(wǎng)絡(luò )傳輸，能夠根據不同的應用需求實(shí)現多種方式和不同架構的系統組網(wǎng)，這更是傳統模擬監控系統無(wú)法比擬的。今天的視頻監控系統規模越來(lái)越大，同一個(gè)系統中接入的服務(wù)器數量越來(lái)越多，多系統間往往也存在互聯(lián)互通的需求。而在同一個(gè)監控系統中每個(gè)視頻服務(wù)器都需要一個(gè)獨立的IP地址，IP地址匿乏這一問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，但隨著(zhù)PV6網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，這一問(wèn)題將不復存在。目前已經(jīng)有部分廠(chǎng)家的設備能夠支持IPV6的網(wǎng)絡(luò )，以適應這一發(fā)展的要求。

六、視頻服務(wù)器的發(fā)展趨勢

從城市信息化走向智慧城市，網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統是智慧城市發(fā)展中不可或缺的一部分。視頻服務(wù)器作為視頻監控系統的核心，其相關(guān)技術(shù)正處于一個(gè)高速發(fā)展與變革的時(shí)代。視頻監控不僅僅是為了跨區域獲取視頻等信息，更重要的是對采集信息的智能化分析，來(lái)完成對其他設備的控制。視頻服務(wù)器是前端采集視頻等信息數字化、IP化的變化點(diǎn)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器和監控平臺能將原本分散在各個(gè)區域的監控資源整合成一個(gè)城域的、一體化的監控資源，然后再將城域的資源整合成一個(gè)廣域的資源，最后經(jīng)過(guò)各種智能化的分析技術(shù)來(lái)對視頻內容進(jìn)行識別和分析，并形成對其他設備的聯(lián)動(dòng)控制?？傮w來(lái)講，視頻服務(wù)器的技術(shù)將呈現出如下發(fā)展趨勢，主要體現為智能化、無(wú)線(xiàn)化.高清化、標準化和集成化。

(一)集成化

視頻監控系統的集成化也在飛速發(fā)展。從TI(德州儀器)推出的基于DaVinci技術(shù)的TMS320DM36X、DM642、 DM81××系列SOC，到海思、中星微公司針對視頻監控系統推出的專(zhuān)用SOC芯片，都為智能視頻處理平臺集成化、本土化做出了不可忽視的貢獻。集成了標準串行數據通道及多路開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口、傳感器接口等，視頻服務(wù)器作為物聯(lián)網(wǎng)傳輸層與感知層的重要設備，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和建設，必將迎來(lái)進(jìn)一步的發(fā)展。