視頻服務(wù)器核心技術(shù)及常見(jiàn)故障解決方法

隨著各地城市監(jiān)控項(xiàng)目的需求，國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的穩(wěn)定與高帶寬的飛速發(fā)展，這些都成為推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控走向市場(chǎng)的的外部因素。和視頻服務(wù)器類似的產(chǎn)品就是視頻編碼器了，但很多時(shí)候我們把視頻服務(wù)器和視頻編碼器等同起來(lái)，但真正的視頻服務(wù)器和編碼器的最大區(qū)別是視頻服務(wù)器更重視視頻編碼數(shù)率和低帶寬傳輸，真正做到優(yōu)秀的視頻算法和產(chǎn)品的結(jié)合。

　　視頻服務(wù)器在監(jiān)控中作用

　　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。

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。