技術(shù)：雙碼流傳輸在視頻服務(wù)器中的應(yīng)用

　　伴隨著人們思想意識(shí)的提高，對監(jiān)控成本的誤解將不再制約IP監(jiān)控的發(fā)展，難點(diǎn)主要還是體現(xiàn)在現(xiàn)有不充裕的網(wǎng)絡(luò)資源現(xiàn)狀下，網(wǎng)絡(luò)帶寬的有效占用以及如何在有限的帶寬資源條件下確保視頻監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和圖像質(zhì)量等方面。大規(guī)模的視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常包含成百上千臺(tái)攝像機(jī)，它們將產(chǎn)生海量的視頻、音頻、報(bào)警以及管理數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)都必須通過網(wǎng)絡(luò)來傳輸，而通常用戶所能獲得的網(wǎng)絡(luò)資源總是有限的，因此必須采用有效的方法來確保傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的核心技術(shù)

數(shù)據(jù)傳輸 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的核心技術(shù)

　　數(shù)字視頻和聲音傳輸所涉及到的一個(gè)重要概念是所謂的“碼流”概念。網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)字視頻和聲音屬于流媒體傳輸范疇，信道中傳送的數(shù)據(jù)流俗稱碼流，碼流帶寬則是指傳輸流在信道中傳送數(shù)據(jù)的速率，通常以比特/秒(bit/s)為單位。一個(gè)碼流的帶寬包括在該流中所有數(shù)據(jù)(已知和未知的PID，以及空包)每秒傳送的比特?cái)?shù)。視頻、聲音和數(shù)據(jù)從源端同時(shí)向目的地傳輸，并作為連續(xù)實(shí)時(shí)流在目的地被接收。這里的源指的是服務(wù)器端的應(yīng)用，而目的地或稱接收端是指客戶端應(yīng)用。

　　模擬視頻和聲音信號(hào)經(jīng)過捕獲設(shè)備轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式后，其數(shù)據(jù)量是非常驚人的，必須采用壓縮。所以，實(shí)現(xiàn)數(shù)字視頻和聲音傳輸?shù)囊话阕龇ㄊ牵涸谠炊讼葘��?shù)字視頻和聲音信息進(jìn)行壓縮，然后經(jīng)由有服務(wù)質(zhì)量保證的網(wǎng)絡(luò)傳輸壓縮碼流到目的地，再在目的地將之進(jìn)行解壓后顯示或回放出來。

　　現(xiàn)在的兩大主流壓縮格式陣營分別為MPEG和H.系列。MPEG（Moving Picture Experts Group）運(yùn)動(dòng)圖像專家組，隸屬于ISO/IEC的一個(gè)專家工作組，主要負(fù)責(zé)為數(shù)字音視頻編碼算法開發(fā)和制定標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-4于1998年11月公布，是針對一定比特率下的視頻、音頻編碼，更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。MPEG-4傳輸速率在4800-6400bps之間，分辨率為176×144，可以利用很窄的帶寬通過幀重建技術(shù)壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，從而能以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。H.系列則是由國際電聯(lián)（ITU-T）制訂的，H.264標(biāo)準(zhǔn)使運(yùn)動(dòng)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，在同等的圖像質(zhì)量條件下，H.264的數(shù)據(jù)壓縮比能比H.263高2倍，比MPEG-4高1.5倍。H.264獲得優(yōu)越性能的代價(jià)是計(jì)算復(fù)雜度的大幅增加，例如分層設(shè)計(jì)、多幀參論、多模式運(yùn)動(dòng)估計(jì)、改進(jìn)的幀內(nèi)預(yù)測等，這些都顯著提高了預(yù)測精度，從而獲得比其他標(biāo)準(zhǔn)好得多的壓縮性能，但也因此對硬件處理能力和軟件的架構(gòu)提出了嚴(yán)苛的要求。在目前的視頻服務(wù)器領(lǐng)域，尚無法真正意義上實(shí)現(xiàn)H.264標(biāo)準(zhǔn)，所以，用于服務(wù)器的主流壓縮格式還是MPEG4。

雙碼流 解決帶寬瓶頸的利刃

　　MPEG碼流完全依靠編碼器對MPEG語法和語義的準(zhǔn)確使用來處理素材，編碼端正確設(shè)置固定標(biāo)志比特位、同步類型、數(shù)據(jù)包起始碼等，并按照一定格式進(jìn)行編碼，所獲得的數(shù)據(jù)碼流通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至客戶端�？蛻舳税凑展潭ǜ袷浇忉孧PEG碼流，獲得所傳遞的原始數(shù)據(jù)，此謂之解碼。一套完整的傳輸系統(tǒng)必須同時(shí)包括編碼解碼兩部分。

　　雙碼流，顧名思義，在視頻服務(wù)器中同時(shí)并存兩種碼流。雙碼流是通過在編碼端采用兩種格式進(jìn)行分別編碼來實(shí)現(xiàn)的，對包括芯片在內(nèi)的硬件系統(tǒng)和軟件操作系統(tǒng)提出了非常高的要求。目前的解決方法有兩種，一種是采用更高主頻的芯片來進(jìn)行編碼壓縮處理，通常至少要達(dá)到500M，這樣做的好處是成本相應(yīng)稍低；另一種則是采用兩片芯片，一片芯片做一種碼流，這樣做的優(yōu)勢則在于穩(wěn)定性比較高。

　　傳統(tǒng)意義上的雙碼流采用一種碼流用于網(wǎng)絡(luò)傳輸，一種碼流用于高品質(zhì)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，同時(shí)兼顧本地存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸。深圳朗馳欣創(chuàng)科技有限公司創(chuàng)造性地將雙碼流技術(shù)拓寬應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)任意碼流格式選擇編碼，即在編碼時(shí)不再指定碼流，可實(shí)時(shí)選定碼流進(jìn)行MPEG4高壓縮比編碼，不僅實(shí)現(xiàn)了雙碼流傳輸、存儲(chǔ)，還涵括了任意選擇碼流實(shí)時(shí)壓縮、并存。這種雙碼流的提出具有非�，F(xiàn)實(shí)的意義，它在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)瓶頸下兼顧了圖象質(zhì)量和傳輸質(zhì)量。深圳朗馳目前推出了LC8000E系列，效果非常好，在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施有限的情況下，可以輕松實(shí)現(xiàn)本地高清圖象存儲(chǔ)及低碼流網(wǎng)絡(luò)傳輸并行不悖。

　痛并快樂著 雙碼流的實(shí)現(xiàn)意義

　　隨著網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的鋪開，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不再成為IP監(jiān)控的制約，技術(shù)發(fā)展的最終階段還將是單碼流，但是根據(jù)目前特殊化的需求，采用這個(gè)方法有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，可以突破網(wǎng)絡(luò)瓶頸，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬實(shí)時(shí)選擇碼流格式，達(dá)到前端高清存儲(chǔ)，同時(shí)保持對后端網(wǎng)絡(luò)帶寬要求較低。從技術(shù)上說實(shí)現(xiàn)雙碼流是一個(gè)難度，要求研發(fā)人員對于MPEG碼流的邏輯結(jié)構(gòu)及協(xié)議有比較完整的了解；從成本上說實(shí)現(xiàn)雙碼流更是增加了不少的生產(chǎn)成本，無論是采用高速單芯片還是雙芯片體系。但由于帶寬的瓶頸，還有市場的要求，不得不采用這種雙碼流的技術(shù)。雙碼流的技術(shù)在目前的市場上會(huì)存在很長的時(shí)間，尤其是在網(wǎng)絡(luò)帶寬不允許的情況下。

　　雙碼流的實(shí)現(xiàn)，為本地存儲(chǔ)掀啟了新的一頁。分別編碼，另行存儲(chǔ)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬靈活選擇碼流大小，讓本地高清存儲(chǔ)與低碼流傳輸并存有了可能。通過選擇合適的硬件系統(tǒng)和解決體系，能夠?qū)崿F(xiàn)自帶IDE硬盤存儲(chǔ)。我們欣喜地看到很多有實(shí)力的公司如深圳朗馳針對我國國情，獨(dú)立開發(fā)出具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的能夠?qū)崿F(xiàn)雙碼流、自帶IDE硬盤的視頻服務(wù)器，為網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的發(fā)展完美提速。