什么是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控?網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控是相對(duì)模擬監(jiān)控和數(shù)字監(jiān)控而言的。
在模擬監(jiān)控系統(tǒng)中,圖像的傳輸、交換以及存儲(chǔ)均基于模擬信號(hào)處理技術(shù)。
數(shù)字監(jiān)控引入了先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)了以DVR為典型代表的數(shù)字化存儲(chǔ)。
而網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控以數(shù)字信號(hào)處理為基礎(chǔ),采用網(wǎng)絡(luò)化的方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸、交換、控制、錄像存儲(chǔ)以及點(diǎn)播回放,并通過(guò)設(shè)立強(qiáng)大的中心管理平臺(tái)(CMS),實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有編解碼設(shè)備及錄像存儲(chǔ)設(shè)備的統(tǒng)一管理與集中控制。
對(duì)用戶而言,僅需登錄中心管理平臺(tái),即可實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)監(jiān)控資源的統(tǒng)一調(diào)用、瀏覽和管理。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控實(shí)現(xiàn)了端到端的網(wǎng)絡(luò)化,系統(tǒng)架構(gòu)由IP前端、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)、中心管理平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備、電視墻解碼器以及客戶端等幾個(gè)部分組成。
視頻服務(wù)器從核心功能上可以分為視頻編碼器和視頻解碼器兩大類。視頻編碼器位于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端,而視頻解碼器則位于用戶訪問(wèn)端(或稱為后端)。
視頻編碼器用于實(shí)現(xiàn)前端信號(hào)(視頻、音頻及其它信號(hào))的數(shù)字化壓縮和網(wǎng)絡(luò)化,具體功能包括監(jiān)控點(diǎn)模擬視音頻信息和報(bào)警信息的接入、編碼/壓縮、傳輸以及外圍設(shè)備(如攝像機(jī)、云鏡、矩陣等)的控制。上述信息經(jīng)視頻編碼器處理后通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)上傳至中心管理平臺(tái),再由中心管理平臺(tái)分發(fā)至客戶端、視頻解碼器以及錄像存儲(chǔ)設(shè)備。
視頻編碼器與網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)最大的差異在于,視頻編碼器的視頻源來(lái)自模擬攝像機(jī),需要與模擬攝像機(jī)配合使用,而網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是一體化的,本身就集成了模擬視頻采集功能。
從目前的情況來(lái)看,盡管網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)正在大量涌現(xiàn),但因?yàn)橐韵聝蓚€(gè)原因,視頻編碼器仍將在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中占據(jù)不可替代的重要位置:一是大量已建的模擬和數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)亟待網(wǎng)絡(luò)化改造,為了保護(hù)現(xiàn)有模擬攝像機(jī)的投資,這些改造將產(chǎn)生龐大的視頻編碼器部署需求;二是目前網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的選擇面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有模擬攝像機(jī)大,難以滿足不同用戶差異化的應(yīng)用需求,所以很多應(yīng)用場(chǎng)合必須基于模擬攝像機(jī)加視頻編碼器的模式實(shí)現(xiàn)前端的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化。
視頻解碼器則用于在PC客戶端的控制下接收平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控碼流,解碼輸出模擬信號(hào)到電視墻、音響等外圍設(shè)備,通常部署在用戶的監(jiān)控中心。視頻解碼器與PC客戶端的不同在于,視頻解碼器一般基于硬件解碼,通過(guò)專門的顯示設(shè)備顯示監(jiān)控圖像,而PC客戶端直接通過(guò)PC顯示屏顯示監(jiān)控圖像。由于PC客戶端還有更多控制管理功能,且接入靈活、操作方面,所以基于PC客戶端進(jìn)行監(jiān)控瀏覽的應(yīng)用越來(lái)越普遍。但由于視頻解碼器基于硬件,性能穩(wěn)定、圖像質(zhì)量好,因此對(duì)于很多需要集中解碼上墻的應(yīng)用還是有著很普遍的意義。
網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器關(guān)鍵技術(shù)
ARM+DSP雙核構(gòu)架
目前市場(chǎng)上的主流處理芯片,包括TI的達(dá)芬奇系列和海思的3510系列都采用了ARM+DSP的雙核架構(gòu)。在這個(gè)架構(gòu)中,ARM是芯片的主控處理器,負(fù)責(zé)控制芯片各個(gè)模塊的工作以及運(yùn)行操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、應(yīng)用軟件等;DSP系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)視音頻編解碼業(yè)務(wù)處理,通過(guò)處理器配合視頻編解碼模塊共同完成音視頻的編解碼。[nextpage]
H.264視頻壓縮算法
H.264是由ITU-T的VCEG(視頻編碼專家組)和ISO/IEC的MPEG(活動(dòng)圖像編碼專家組)聯(lián)合組建的聯(lián)合視頻組(JVT:joint video team)提出的一個(gè)新的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。H.264使圖像壓縮技術(shù)上升到了一個(gè)更高的階段,能夠在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸,該優(yōu)點(diǎn)非常適合國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商用戶量大、接入網(wǎng)/骨干網(wǎng)帶寬相對(duì)有限的狀況。在同等的畫質(zhì)下,H.264比上一代編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG-2平均節(jié)約64%的傳輸碼流,而比MPEG-4 ASP要平均節(jié)約39%的傳輸碼流。國(guó)內(nèi)普遍采用的MPEG-4編碼技術(shù)在3Mbps的帶寬下尚達(dá)不到標(biāo)清的圖像質(zhì)量,而H.264編碼技術(shù)可以在2M帶寬下提供要求的圖像效果。因而運(yùn)營(yíng)商希望引入更先進(jìn)的H.264編碼技術(shù),在有限的帶寬資源下進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量
隨著科技的不斷發(fā)展,越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器已經(jīng)支持了H.264壓縮算法,H.264正在逐步取代MPEG-4,成為安防行業(yè)的主流算法。
G.726音頻壓縮算法
G.726是ITU-T定義的音頻編碼算法。它是1990年CCITT(ITU前身)在G.721和G.723標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上提出的。它具有4:1的較高壓縮比。
視頻服務(wù)器常用見(jiàn)問(wèn)題
目前大多數(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在著一個(gè)很大的弊?。汉A康囊曨l數(shù)據(jù)占用了昂貴的存儲(chǔ)資源,往往這些視頻數(shù)據(jù)的利用率不高。常規(guī)的做法是安排專人定時(shí)調(diào)看錄像排查問(wèn)題,費(fèi)時(shí)費(fèi)力收效不高,很難做到真正的“技防”。MABTEX等一些企業(yè)率先推出了支持智能視頻分析技術(shù)的前端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)與人工智能技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)“虛擬圍墻”、進(jìn)入?yún)^(qū)域事件檢測(cè)、遺留物體檢測(cè)、出現(xiàn)事件檢測(cè)等一些非常有用的安防功能,可以在海量的視頻數(shù)據(jù)中自動(dòng)識(shí)別出符合預(yù)設(shè)特征的數(shù)據(jù)傳回給管理終端,使得整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)“大大瘦身”,降低了對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬和終端存儲(chǔ)設(shè)備的要求,提高了系統(tǒng)整體的性能,并且降低了系統(tǒng)造價(jià)。
同時(shí),網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越受到網(wǎng)絡(luò)連接速率(帶寬)的限制,當(dāng)視頻服務(wù)器能夠傳輸HD以上畫質(zhì)的圖像時(shí),對(duì)上行帶寬的要求達(dá)到了1M左右,如果要傳送更加清晰的圖像,普通的ADSL傳輸已經(jīng)不能夠滿足需求。
D-LINK等一些廠商適時(shí)推出的帶存儲(chǔ)功能的視頻服務(wù)器很好地解決了這一難題,通過(guò)前端存儲(chǔ),既可以7×24小時(shí)地保存所需要的高清視頻數(shù)據(jù),又不必?fù)?dān)心受到網(wǎng)絡(luò)擁堵的影響,通過(guò)對(duì)USB、SD卡、IDE/SATA硬盤的支持,極大地提高了視頻服務(wù)器的競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)終端軟件的功能,新型的視頻服務(wù)器還可以自動(dòng)選擇網(wǎng)絡(luò)空閑的時(shí)候上傳前端存儲(chǔ)的錄像資料,這一人性化的功能設(shè)定,在不增加任何硬件設(shè)備的情況下,大大提高了現(xiàn)有的IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)的性能,使得IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)更加明顯。