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视频编码器解码器视频服务器核心技术及常见故障解决方法

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随着各地城市监控项目的需求,国内网络应用的稳定与高带宽的飞速发展,这些都成为推动网络监控走向市场的的外部因素。和视频服务器类似的产品就是视频编码器了,但很多时候我们把视频服务器和视频编码器等同起来,但真正的视频服务器和编码器的最大区别是视频服务器更重视视频编码数率和低带宽传输,真正做到优秀的视频算法和产品的结合。

  视频服务器在监控中作用

  什么是网络视频监控?网络视频监控是相对模拟监控和数字监控而言的。在模拟监控系统中,图像的传输、交换以及存储均基于模拟信号处理技术。数字监控引入了先进的数字信号处理技术,实现了以DVR为典型代表的数字化存储。而网络监控以数字信号处理为基础,采用网络化的方式实现信号的传输、交换、控制、录像存储以及点播回放,并通过设立强大的中心管理平台(CMS),实现对系统内所有编解码设备及录像存储设备的统一管理与集中控制。对用户而言,仅需登录中心管理平台,即可实现全网监控资源的统一调用、浏览和管理。网络视频监控实现了端到端的网络化,系统架构由IP前端、TCP/IP网络、中心管理平台、网络存储设备、电视墙解码器以及客户端等几个部分组成。

  视频服务器从核心功能上可以分为视频编码器和视频解码器两大类。视频编码器位于网络视频监控系统的前端,而视频解码器则位于用户访问端(或称为后端)。

  视频编码器用于实现前端信号(视频、音频及其它信号)的数字化压缩和网络化,具体功能包括监控点模拟视音频信息和报警信息的接入、编码/压缩、传输以及外围设备(如摄像机、云镜、矩阵等)的控制。上述信息经视频编码器处理后通过IP网络上传至中心管理平台,再由中心管理平台分发至客户端、视频解码器以及录像存储设备。

  视频编码器与网络摄像机最大的差异在于,视频编码器的视频源来自模拟摄像机,需要与模拟摄像机配合使用,而网络摄像机是一体化的,本身就集成了模拟视频采集功能。从目前的情况来看,尽管网络摄像机正在大量涌现,但因为以下两个原因,视频编码器仍将在网络视频监控系统中占据不可替代的重要位置:一是大量已建的模拟和数字监控系统亟待网络化改造,为了保护现有模拟摄像机的投资,这些改造将产生庞大的视频编码器部署需求;二是目前网络摄像机的选择面还远远没有模拟摄像机大,难以满足不同用户差异化的应用需求,所以很多应用场合必须基于模拟摄像机加视频编码器的模式实现前端的数字化网络化。

  视频解码器则用于在PC客户端的控制下接收平台转发过来的网络视频监控码流,解码输出模拟信号到电视墙、音响等外围设备,通常部署在用户的监控中心。视频解码器与PC客户端的不同在于,视频解码器一般基于硬件解码,通过专门的显示设备显示监控图像,而PC客户端直接通过PC显示屏显示监控图像。由于PC客户端还有更多控制管理功能,且接入灵活、操作方面,所以基于PC客户端进行监控浏览的应用越来越普遍。但由于视频解码器基于硬件,性能稳定、图像质量好,因此对于很多需要集中解码上墙的应用还是有着很普遍的意义。

网络视频服务器关键技术

  ARM+DSP双核构架

  目前市场上的主流处理芯片,包括TI的达芬奇系列和海思的3510系列都采用了ARM+DSP的双核架构。在这个架构中,ARM是芯片的主控处理器,负责控制芯片各个模块的工作以及运行操作系统、网络协议、应用软件等;DSP系统主要负责视音频编解码业务处理,通过处理器配合视频编解码模块共同完成音视频的编解码。

H.264视频压缩算法

  H.264是由ITU-T的VCEG(视频编码专家组)和ISO/IEC的MPEG(活动图像编码专家组)联合组建的联合视频组(JVT:joint video team)提出的一个新的数字视频编码标准,它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。H.264使图像压缩技术上升到了一个更高的阶段,能够在较低带宽上提供高质量的图像传输,该优点非常适合国内运营商用户量大、接入网/骨干网带宽相对有限的状况。在同等的画质下,H.264比上一代编码标准MPEG-2平均节约64%的传输码流,而比MPEG-4 ASP要平均节约39%的传输码流。国内普遍采用的MPEG-4编码技术在3Mbps的带宽下尚达不到标清的图像质量,而H.264编码技术可以在2M带宽下提供要求的图像效果。因而运营商希望引入更先进的H.264编码技术,在有限的带宽资源下进一步提高图像质量。

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