网络视频服务器简介及应用

[来源]  [作者] 本站编辑  [发表时间] 2008-6-28 16:03:00   

    作为视频监控系统走向第三代完全数字化系统——网络视频监控系统的另一主推手网络视频服务器是一种对音视频数据进行编码处理并完成网络传输的专用设备 从而实现远程监控的功能。市场上的网络视频服务器现在存有采用 M——JPEG、MPEG4、H264等多种编码技术对视频数据进行编码的产品。

    视频服务器的构成

    网络视频监控服务器是一种实现音视频数据编码、网络传输处理的专用设备,它由音视频编码器、网络接口、音视频接口、RS422/RS485串行接口、RS232串行接口等构成。可配合计算机中控软件实现大系统组网方案,提供开放的SDK供用户或第三方厂商开发和构建新的应用方式。
   
    音视频压缩编码器:由于模拟视频数据量非常大,通过数模转化后数据量也很大,故要利用成熟的编码技术,将视频数据在满足网络传输要求的技术指标下进行高压缩比的编码, 以满足传输要求。以前的网络视频服务器一般采用M—JPEG等编码器,用户无法实现更高的压缩码率,以适合于各种不同的网络环境,只能通过减低帧率来实现一般的网络传输效果。目前各公司都已经推出了M—PEG4的网络视频服务器以更好满足视频网络传输的要求。

    网络接口:由于以前的模拟产品的组网都主要通过建立昂贵的独立光纤实现网络传输, 网络视频服务器的以太网接口可以方便地实现IP组网实现数据传输。网络视频服务器主要采用TCP/IP等协议实现音视频数据、控制数据和状态检测信息等数据的网络传送。

    音视频接口:网络视频服务器带有标准模拟音视频输入接口,方便监视各通道的视频信号。NVS900系列采用 Dynamic Stream Contro技术保证双向音频实时传输,视频帧率根据带宽自动调节,网络中断后自动连接技术。

    RS422/RS485串行接口:网络视频服务器带有RS422/RS485串行通讯接口,可通过通讯线外接如云台、快球等各种外围设备。

    数字音视频编码技术

    数字编码技术,也就是通常所说的压缩方式,是视频服务器的技术核心,也是我们选择网络视频服务器的首要考察对象。目前比较流行的数字压缩编码格式有 MPEG—4和 H.264,某些国外的老方案产品中还有在使用小波压缩和 M—JPEG压缩。由于本文主要是分析网络视频服务器,对编码技术的介绍将尽量简单,如大家有兴趣可以参考其他算法分析专题。

    1、M—JPEG

    M-JPEG作为一种数字压缩格式,从模拟到数字、从录像机到硬盘M-JPEG为我们带来了崭新的数字化播出手段,它把信号变成了数据,应该来说 M-JPEG压缩技术在视频压缩的出现过程中具有里程碑式的意义。
M-JPEG是基于帧内、帧独立的压缩方, 所以相对于后来出现的MPEG—4、H.264的压缩方式,它数据量更大,传输困难,所以该编码技术的网络视频服务器己经基本上不能满足现在远程监控需求。

    2、MPEG—4

    在 MPEG(运动图像专家组)系列压缩方式中,MPEG—4技术属于是码流与画质比中较好的一种,所以很多公司都推出了该编码的产品。采用的帧间压缩方式,利用帧之间的冗余信息大大减少压缩数据量,达到同样的视频质量MPEG-4所需的码率只有M-JPEG的1/30甚至更少。大家一般意义上认为MPEG-4IBP的压缩方式已经满足了网络传输的要求,所以也使得网络视频服务器在普通网络环境中应用成为可能。

    3、H.264

    联合视频工作组(JVT,JointVideo Team)叫在 H.26L的基础上提出了H.264编码技术,它通过增加运算的复杂性降低了码流,同时提高画质。H.264的出现为低码流网络传输的实现提供了解决方式,也使得现有带宽的情况下多路数网络视频服务器的应用成为可能。

    网络技术

    网络视频服务器由于具有独立完成网络传输功能,不需要另外设置计算机,故其能实现简单的IP方式组网,是传统的模拟监控所无法实现的。每部网络视频服务器具有网段内唯一IP地址,通过网络连接方便对该设备(IP地址)进行控制管理,也即通过IP地址识别、管理、控制该网络视频服务器所连接的视频源,故其组网只是简单的lP网络连接,新增一个设备只需要增加一个lP地址,极大的方便了原由模拟系统的网络升级改造和其他网络需求情况。

    IP组网是网络视频服务器的特性,但是由于国内旧地址资源的贫乏,目前国内的经济性宽带(ADSL、有线宽带等)都采用动态IP方式上网,这就使得网络视频服务器需要解决上网问题,网络视频服务器基本上都能采用域名方式来支持DDNS(动态IP)如果网络视频服务器不支持域名解析,则需要额外增加昂贵的网络使用成本。


    由于网络视频服务器的工作可以不需要外置的计算机,因此网络视频服务器能独立自动上网就很有必要,否则一台网络视频服务器配置一台计算机来实现拨号则失去了网络视频服务器的意义。目前国内的网络视频服务器基本上都能够实现该功能,如 NVS900产品专门为国内宽带情况而设计的ADSL自动拨号技术则非常方便的。网络视频服务器的组网方式有诸多优点 结合中央控制管理软件及服务器模式可以实现更多的网络应用。

    特点

    网络视频服务器在目前视频领域中的应用主要是利用网络视频服务器构建远程监控系统。基于网络视频服务器的多通道数字传播技术具有传统的基于磁带录像机的模拟输出系统无可比拟的诸多优势,网络视频服务器采用开放式软硬件平台和标准或通用接口协议,系统扩展能力较强,能够与未来全数字、网络化、系统化、多通道资源共享等体系相衔接。是目前CCTV设备由模拟向数字过渡的最佳方案,视频服务器具有传统设备所不具备的诸多特点。

    (1)将多通道、网络传输、录像与播放等功能简单集成网络,这点对目前的H264网络型硬盘录像机而言也很容易实现,但是两种产品的基本功能不同也导致了其应用场合不同。目前对于模拟阶段及第一代的网络性能不好的设备而言,网络视频服务器可以提供较低成本的解决方案。
    (2)网络视频服务器通过网络技术,可以在实现只要能上网的地方就可以浏览画面。采用配套的解码器则可以不需要计算机设备直接传输到电视墙等方式浏览,极大的节约了远程监控的成本。
    (3)网络视频服务器的多协议支持,与计算机设备进行完美的结合,形成更大的系统集成网络,完成数字化进程。

    从长远来看,网络视频服务器的系统集成有巨大的潜在市场和深远的发展前景,园为从深层次来看,视频网络化、系统集成不仅仅是视频传输的问题,它代表未来视频应用的网络化和信息交互的应用发展趋势,是一种从内容上更深层次上的互动,具有广阔的发展潜力, 是未来3G、宽带业务的核心内容之一。因此可以肯定,随着数字技术和网络技术的不断发展,网络视频服务器在视频领域中的应用将有更多的延伸。

    网络视频服务器与硬盘录像


    网络视频服务器与硬盘录像机的区别

    从产品的应用来看,视频服务器的着眼点在于远端监控,如道路交通、无人值守的变电站、油田生产管理、电信机房监控等领域,这些领域的监控点分散,距离较远布线困难。如果要建立一个全新的系统,则可以直接选用网络摄像机,如果系统已有传统的监控前端,则可以采用视频服务器作为有效的补充。

    因此笔者认为,DVR只是一个过渡性产品。假使未来时间内网络环境更为成熟、网络型产品的价格调整下来,在后端电脑上随意安装一套软件就可实现远程监控,这样将代替目前的产品。这里所说的DVR指的是在传统DVR的基础上扩展了网络功能的DVR产品,这样使得更多的用户可以进行访问。正是由于这种产品开发的理念,带网络功能的DVR产品还是传统意义上的DVR,其主要功能仍然是数字录像存储,这也决定了它的市场定位是在小范围的网络环境中。监控点也有限,而视频服务器的主要功能侧重于网络传输,这里所说网络是一个大的概念,产品的设计定位在可适应不同的网络环境。如LAN,WAN,INTERNET或无线网络等,且不限制监控点的数量,不限制用户访问的数量等。而且现在市场上的视频服务器已经有了内置存储的接口如:USB、SD、IDE接口,完全可替代了DVR作为本地存储的主流地位。

    网络视频服务器与数字光端机的区别

    信息化时代的来临,人们对网络应用提出了更高的要求,网络摄像机和视频服务器可以在世界的任何一个角落透过INTERNET进行远端监控。免去了复杂的网络配置和布线工作大大减少了工程成本,在远距离集中监控的环境中起到了不容忽视的作用。虽然网络摄像机和视频服务器作为网络时代的代表性产品,也还处在不断发展和改进的过程中,当它的网络优势愈来愈受到业界内人士重视,有异曲同工之妙的光端机也在不断完善,相信产品也将进一步发挥新的潜力。

    光端机是电信非压缩光端机,就是将多个E1(一种中继线路的数据传输标准,通常速率为2.048Mbps此标准为中国和欧洲采用)信号变成光信号并传输的设备。数字光端机根据传输E1口数量的多少,价格也不同。一般最小的光端机可以传输4个E1,目前最大的光端机可以传输4032个E1。光端机的种类光端机分3类:
PDH.SPDH.SDH。

    1.PDH(Plesiochronous DigtalHierarchy,准同步数字系列)光端机是小容量光端机,一般是成对应<

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