【安防知識網(wǎng)】基于歷史原因，監(jiān)控市場仍以廣泛使用的國際音視頻編碼標準，如H.263、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-4 AVC(簡稱AVC，也稱JVT、H.264)等為主流，其核心技術專利和知識產(chǎn)權都被日本、歐美等國的少數(shù)公司和科研院所壟斷。對于中國的安防產(chǎn)業(yè)來說，知識產(chǎn)權與專利收費問題的壓力將不斷增加，由此對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的負面影響也將日趨突出。在核心標準上受制于人將極大地阻礙我國安防產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。

　　AVS產(chǎn)業(yè)化的最佳模式是設計高性能DSP芯片加AVS編碼算法，便于廠家快速設計和開發(fā)產(chǎn)品，而避開復雜的AVS算法。這種模式具有軟件算法靈活可調的優(yōu)點，方便擴充算法功能。該硬件方案采用模塊化設計，根據(jù)功能的不同主要有音視頻編解碼模塊、音視頻信號數(shù)模變換模塊、外部存儲模塊(DDR2存儲器、NOR Flash、NAND Flash、硬盤、SD卡等)、CPLD邏輯控制模塊、10/100M自適應以太網(wǎng)通信模塊、USB接口模塊、紅外遙控模塊、鍵盤控制模塊、云臺控制模塊、GPS定位模塊、CF無線網(wǎng)卡模塊、串口(包括RS232和RS485)、電源管理模塊和總線擴展槽等模塊組成。該模式不僅能同時滿足視頻應用對運算能力和控制功能的要求，而且大大簡化了系統(tǒng)設計的復雜性。

　　在我國，大部分監(jiān)控設備廠商尚不具備AVS編碼算法的研發(fā)能力的現(xiàn)狀下，該模式很好的滿足了現(xiàn)在嵌入式視頻應用領域對處理器芯片的要求，很有可能成為今后視頻應用處理器芯片的主流解決方案。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)中存在的信源、信道、終端等多種異構性，使得各視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的海量視頻資源難以高效融合，無法保障監(jiān)控系統(tǒng)跨行業(yè)跨區(qū)域的互聯(lián)互通、共享共用。因此如何突破異構網(wǎng)絡環(huán)境下信源、信道、終端之間差異造成的互聯(lián)、互通、協(xié)同工作的技術瓶頸，實現(xiàn)各類監(jiān)控報警系統(tǒng)海量音視頻資源之間的融合，成為當前視頻監(jiān)控系統(tǒng)亟待解決的關鍵問題。具體主要包括以下方面。

　　(1)信源的異構性：在視頻監(jiān)控領域目前存在多種信源編碼格式，包括MPEG-4、H.263、H.264、AVS等。這些不同的編碼格式適用于不同的應用場景，例如MPEG-4適用于交互式對象編碼、流媒體應用，是面向對象的編碼標準;H.263適用于極低碼率的應用場景。因此，如何適應信源編碼格式的異構性是當前視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一個挑戰(zhàn)。

　　(2)信道的異構性：在視頻監(jiān)控領域目前存在多種傳輸信道，包括ISDN、xDSL、GPRS、CDMA等。其中與有線信道相比，無線信道的帶寬較低，通常只有幾十Kbps，誤碼率則較高，可以達到10-3-10-5。而且不同的無線信道具有不同的帶寬和誤碼率。因此如何適應信道帶寬和誤碼率的異構性是當前視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一個挑戰(zhàn)。

　　(3)終端的異構性：在視頻監(jiān)控領域目前存在多種終端設備，不同的終端如PC、掌上電腦、手機等具有不同的計算能力和顯示能力。如MOTOROLA A780型號手機最大僅支持播放320×240、15f/s的視頻。因此，如何適應終端計算和顯示能力的異構性是當前視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一個挑戰(zhàn)。[nextpage]

　　上述視頻監(jiān)控系統(tǒng)中存在的信源、信道、終端等多種異構性，使得各視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的海量視頻資源難以高效融合，無法保障監(jiān)控系統(tǒng)跨行業(yè)跨區(qū)域的互聯(lián)互通、共享共用。因此如何突破異構網(wǎng)絡環(huán)境下信源、信道、終端之間差異造成的互聯(lián)、互通、協(xié)同工作的技術瓶頸，實現(xiàn)各類監(jiān)控報警系統(tǒng)海量音視頻資源之間的融合，成為當前視頻監(jiān)控系統(tǒng)亟待解決的關鍵問題。而近年來逐漸成為研究熱點的視頻轉碼技術正是解決這一問題的有效途徑。

　　視頻轉碼是一種將已壓縮的視頻數(shù)據(jù)從一種格式轉換為另一種格式的技術。其中視頻數(shù)據(jù)的格式參數(shù)包括信源格式、分辨率、碼率等。相應地轉碼也主要分為：信源格式、降碼率、降分辨率等多種轉碼。

　　在異構網(wǎng)絡環(huán)境下，通過視頻轉碼技術進行格式轉換是保障監(jiān)控視頻整合和共享的有效手段，如圖1所示。

圖1  基于視頻轉碼的視頻監(jiān)控系統(tǒng)

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　　對于視頻轉碼，最簡單的方案就是全解全編：解碼器將輸入碼流完全解碼成原始視頻序列，編碼器再將這個視頻序列編碼為目標格式。但是這種方案沒有利用轉碼輸入視頻流的信息，因此轉碼效率很低。因此如何基于轉碼前后視頻流的相關性，在已知輸入視頻流特征信息的條件下盡量提高輸出視頻流的轉碼效率，是視頻轉碼的核心問題。目前基于信息重用的視頻轉碼方案可以大致分為四種：像素域閉環(huán)方案、開環(huán)方案、頻率域閉環(huán)方案、快速頻率域閉環(huán)方案。

　　AVS有望在今后成為視頻監(jiān)控領域的主導編碼標準，但其大規(guī)模應用尚需時日，故構建高效MPEG-4到AVS轉碼器可以緩解目前AVS視頻碼流緊缺的壓力，實現(xiàn)AVS標準的平穩(wěn)過渡。

　　·充分利用城市范圍內(nèi)現(xiàn)有的各類圖像資源，通過開發(fā)多功能轉碼器將分布在城市各處的具有不同圖像編碼格式、不同接入帶寬的圖像監(jiān)控系統(tǒng)連接起來;

　　·轉碼器能夠支持主流的視頻編碼格式標準及監(jiān)控網(wǎng)上通用的圖像尺寸;

　　·轉碼系統(tǒng)可以根據(jù)網(wǎng)絡帶寬實現(xiàn)對輸出圖像碼率的控制;

　　·轉碼后的圖像質量損失小;

　　·出于安全性考慮，對監(jiān)控圖像的訪問和瀏覽必須是實時的，從而要求轉碼器轉碼速度不得低于25fps。