在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)時(shí)代,人們的生活與網(wǎng)絡(luò)有著越來(lái)越緊密的關(guān)系,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)人們可滿意地找到所要的文字和圖片等信息。人們知道一幅圖片的數(shù)字信息量是很大的,例如一幅清晰的圖片,每幀有2M(兆)Bit,若要在網(wǎng)絡(luò)上以每秒25-30幀傳輸則需要50-60MBit(即400Mbit)的網(wǎng)絡(luò)帶寬,因此要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)視頻通信,除了網(wǎng)絡(luò)要有足夠的帶寬外,還要發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)就是對(duì)視頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)高保真壓縮和傳輸,因此對(duì)那些能實(shí)時(shí)傳輸視音頻信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備有著越來(lái)越高的要求,以節(jié)省費(fèi)用并且獲得巨大的適應(yīng)性。
在寬帶網(wǎng)上傳輸視頻已成為一種趨勢(shì),將視頻、音頻、數(shù)據(jù)集成在一起實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸?shù)募夹g(shù)稱為流媒體技術(shù)(StreamingMediatechnology),它是在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上按時(shí)間先后次序傳輸和播放連續(xù)的音視頻數(shù)據(jù)流,其特點(diǎn)是連續(xù)性,實(shí)時(shí)性和時(shí)序性。
嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器是一種基于流媒體技術(shù),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能齊全、網(wǎng)絡(luò)化管理、可靠性高、集成度高等特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備。它將現(xiàn)場(chǎng)的摸擬音視頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s的數(shù)字信號(hào),以網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介,按UDP、TCP/IP等網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)音視頻信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)上多路復(fù)用傳輸。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的客戶通過(guò)上網(wǎng)訪問(wèn)該視頻服務(wù)器時(shí),可以實(shí)時(shí)收看被監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的情況。
嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器包含三項(xiàng)核心技術(shù):(1)視頻的數(shù)字化高效壓縮;(2)在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)傳輸;(3)在終端實(shí)時(shí)解壓縮播放。
網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的視頻壓縮方式和技術(shù)決定了圖像的質(zhì)量、壓縮比、傳輸效率和速度。目前主要的壓縮方式有兩種,即MJEPG和MPEG(H.26x)。MJEPG是一種靜態(tài)圖像的壓縮,而MPEG(H.26x)是一種運(yùn)動(dòng)圖像的壓縮。最近發(fā)展的MPEG4是為移動(dòng)通信設(shè)備在internet網(wǎng)上實(shí)時(shí)傳輸視音頻信號(hào)而制定的低速率高壓縮比的視音頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn),其采用幀間壓縮技術(shù),僅存儲(chǔ)連續(xù)幀之間有差別的信息,達(dá)到了較大的壓縮比。MPEG4標(biāo)準(zhǔn)是面向?qū)ο蟮膲嚎s方式,不是簡(jiǎn)單地把圖像分成像塊(如MPEG1,2),而是按圖像中的對(duì)象,如把人、物和背景分離出來(lái),分別進(jìn)行幀內(nèi)和幀間編碼,并允許對(duì)不同對(duì)象之間靈活分配碼率,對(duì)重要的分配多字節(jié),次要的分配少字節(jié)。因此網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器采用的MPEG4壓縮技術(shù)有如下三方面優(yōu)點(diǎn):(1)兼容性好,成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn);(2)算法好,壓縮比(200:1)高;(3)在提供高壓縮比的同時(shí),對(duì)數(shù)據(jù)的損失很少。
應(yīng)用需求和技術(shù)進(jìn)展
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和普及,網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器在不同領(lǐng)域的應(yīng)用不斷增加,同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的技術(shù)要求也不斷提高。這就需要網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器具有更高的清晰度,并且在低帶寬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下仍具有流暢的視頻流、高度集成、體積小巧、功能完整、系統(tǒng)擴(kuò)展能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定可靠以及有利于安裝和使用方便等特點(diǎn)。
比如美國(guó)NewStream(USA)方通科技公司開(kāi)發(fā)的NewStream嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器,體積小巧(10x10厘米),采用優(yōu)化的MPEG4壓縮技術(shù),在低帶寬(1-2Mbit)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下能實(shí)現(xiàn)高清晰(full-D1,DVD畫質(zhì))視頻傳輸,應(yīng)用范圍可擴(kuò)展到高清晰視頻監(jiān)控和醫(yī)療影像傳輸?shù)阮I(lǐng)域。[nextpage]
full-D1高分辨和高清晰畫質(zhì)
網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的一項(xiàng)應(yīng)用是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控,目前在市場(chǎng)上應(yīng)用MPEG4壓縮技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的分辨率大多是CIF(352x288),相當(dāng)于VCD的畫質(zhì),在許多應(yīng)用的場(chǎng)所,如點(diǎn)鈔,公路和審訊取證,醫(yī)療等領(lǐng)域。但是CIF的分辨率是不夠的,需要full-D1(4CIF,704x576)的分辨率,其相當(dāng)于DVD畫質(zhì),需要有高清晰流暢的視頻流(30幀/秒)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)帶寬不是瓶頸時(shí),用戶總是要尋求有較高清晰度的視頻畫質(zhì).把視頻的分辨率從CIF提高到full-D1(4CIF)。實(shí)現(xiàn)full-D1分辨率對(duì)嵌入式視頻服務(wù)器來(lái)說(shuō)是一個(gè)高技術(shù)門檻,但是在最近的技術(shù)進(jìn)展中,該嵌入式視頻服務(wù)器采用MPEG4壓縮技術(shù)突破了此技術(shù)門檻,實(shí)現(xiàn)了full-D1分辨率,并保證所提供畫質(zhì)清晰、流暢(30幀/秒)。
手機(jī)網(wǎng)絡(luò)帶寬下的視頻流
手機(jī)網(wǎng)絡(luò)有覆蓋面廣、移動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),但網(wǎng)絡(luò)的帶寬較窄,例如CDMA網(wǎng)絡(luò)帶寬是56-128kbit。人們已能借助手機(jī)網(wǎng)絡(luò)在礦山、油田和野外作業(yè)中傳輸數(shù)據(jù),還希望同時(shí)能傳輸實(shí)時(shí)的視頻,這就要求網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器也能在56-128kbit的帶寬范圍內(nèi)壓縮傳輸視頻圖像。而這種嵌入式視頻服務(wù)器能在56-128kbit低帶寬環(huán)境下,實(shí)現(xiàn)QCIF和CIF分辨率的視頻圖像傳輸,并使視頻畫質(zhì)清晰流暢(30幀/秒)。
普通寬帶廣域網(wǎng)下的視頻流
中國(guó)的寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展很快,中國(guó)電信ADSL寬帶已廣泛接入千家萬(wàn)戶和各個(gè)單位,其下傳的速率有1Mbit,但上傳只有380-500kbit,因此視頻服務(wù)器要在普通寬帶廣域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)流暢的視頻流,必須把視頻流壓縮在250-500kbit的帶寬范圍內(nèi)。該嵌入式視頻服務(wù)器也能在普通寬帶廣域網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量畫質(zhì)傳輸,特別是在250kbit碼流下,使視頻圖像清晰流暢。
體積小高集成
體積小、高集成的嵌入式視頻服務(wù)器,集成到“可視電話”、“網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)”等便攜式和可移動(dòng)式的多媒體終端產(chǎn)品之中,是嵌入式視頻服務(wù)器的發(fā)展方向。該嵌入式視頻服務(wù)器厘米,可以作為板卡集成到其它的系統(tǒng)設(shè)備上。
功能完整系統(tǒng)擴(kuò)展能力強(qiáng)
該嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器包含如下視頻、雙向音頻、數(shù)據(jù)、和報(bào)警等功能:
?視頻的多人訪問(wèn),在局域網(wǎng)和專網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)組播和廣播功能;
?當(dāng)客戶端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與視頻服務(wù)器接通時(shí),互相之間就可進(jìn)行實(shí)時(shí)的雙向通話,具有IP電話功能,此外還具備單向音頻的功能,當(dāng)話音單向從視頻服務(wù)器前端流向中心控制室(客戶端)時(shí),中心控制室可以監(jiān)聽(tīng)視頻服務(wù)器的前端聲音,這可應(yīng)用于工業(yè)機(jī)房的監(jiān)控和保安,客戶端也可對(duì)多個(gè)視頻服務(wù)器前端進(jìn)行廣播;
?視頻服務(wù)器自帶RS232/485接口,數(shù)據(jù)通道是透明的,用于數(shù)據(jù)通訊和設(shè)備的控制,例如在視頻監(jiān)控中用于控制云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)和攝像機(jī)焦距等的調(diào)節(jié);
?報(bào)警端口可接各種報(bào)警器,如門禁、煙感、溫度、濕度等報(bào)警器,一旦報(bào)警,網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器將報(bào)警信號(hào)上傳到客戶端。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器也可設(shè)定報(bào)警聯(lián)動(dòng)錄像,在發(fā)生報(bào)警時(shí),帶云臺(tái)的攝像頭可轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的預(yù)置位,中心控制室的客戶端就可以錄下攝像機(jī)傳來(lái)的視頻信號(hào);
?支持動(dòng)態(tài)IP地址。[nextpage]
性能穩(wěn)定可靠
采用嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是,系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性好,使用時(shí)無(wú)需專人管理,非常適合于無(wú)人值守的環(huán)境。
應(yīng)用概況
嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器技術(shù)是一種基于寬帶域的視頻、音頻實(shí)時(shí)傳輸?shù)牧髅襟w技術(shù),實(shí)現(xiàn)了D1(DVD)畫質(zhì),其應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大,主要集中在三大領(lǐng)域:(1)寬帶視頻流媒體;(2)安防視頻監(jiān)控;(3)儀器設(shè)備。其具體應(yīng)用范疇包括多媒體新聞發(fā)布、網(wǎng)絡(luò)廣告、電子商務(wù)、VOD點(diǎn)播、視頻監(jiān)控以及雙向的或是交互式的IP可視電話、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)游戲、視頻聊天、視頻會(huì)議等。
一般情況下,嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器帶寬從56kbit到2Mbit可調(diào)。56-128kbit帶寬適用于手機(jī)網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)?/4CIF到CIF(VCD)質(zhì)量的視頻圖像;250-500Kbit帶寬適用在家庭和單位ADSL帶寬接入,實(shí)現(xiàn)較高質(zhì)量的畫質(zhì);1.2-2Mbit帶寬適用于專網(wǎng)或局域網(wǎng),實(shí)現(xiàn)高清晰DVD(D1)畫質(zhì)。