淺談網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

視頻服務(wù)器簡(jiǎn)介及應(yīng)用方式

    網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器（DVS）是近年來發(fā)展迅速的一種視頻處理設(shè)備，應(yīng)用于監(jiān)控系統(tǒng)具有使用方便、技術(shù)先進(jìn)、配置靈活、造價(jià)低的特點(diǎn)，本文就網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器應(yīng)用于監(jiān)控系統(tǒng)的條件，設(shè)備選擇，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)幾個(gè)方面作介紹。

    視頻服務(wù)器簡(jiǎn)介

    網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器是在數(shù)字硬盤錄像機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的網(wǎng)絡(luò)視頻設(shè)備。在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行視頻傳輸，得到了廣泛應(yīng)用，這主要還是由于作為運(yùn)行平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和普及迅速，遠(yuǎn)程圖像的傳輸和控制的實(shí)現(xiàn)方式目前有兩種，一種是以數(shù)字硬盤錄像機(jī)為核心構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)，視頻圖像通過同軸電纜傳輸?shù)接脖P錄像機(jī)的視頻輸入端口，由硬盤錄像機(jī)實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)字化，遠(yuǎn)程客戶端通過控制軟件實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)端的監(jiān)控圖像傳輸和控制，由于監(jiān)視點(diǎn)到硬盤錄像機(jī)輸入接口端還是采用模擬傳輸方式，傳輸距離受到了限制，適合于監(jiān)視點(diǎn)相對(duì)集中的監(jiān)控系統(tǒng)。另一種方式，就是采用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器通常設(shè)置在監(jiān)視點(diǎn)附近，自帶嵌入式系統(tǒng)和RJ45接口，攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)直接在監(jiān)視點(diǎn)附近數(shù)字化，遠(yuǎn)端客戶端通過控制軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的控制。視頻監(jiān)控由模擬走向數(shù)字，而與視頻監(jiān)控?cái)?shù)字化相伴隨的必然是網(wǎng)絡(luò)化。而在目前的視頻監(jiān)控市場(chǎng)上，硬盤記錄與網(wǎng)絡(luò)傳輸兩項(xiàng)功能卻是分離的，DVR強(qiáng)調(diào)的是記錄，DVS強(qiáng)調(diào)的是網(wǎng)絡(luò)；DVR側(cè)重的是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)看和事后復(fù)核，DVS強(qiáng)調(diào)的是遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)看和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。但隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的日益改善，DVS的需求必然會(huì)日益增強(qiáng)。從技術(shù)上講，DVR和DVS可以完美結(jié)合，只要對(duì)一個(gè)視頻源進(jìn)行兩次編碼，即可實(shí)現(xiàn)記錄與網(wǎng)傳功能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)。 

    網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的幾種應(yīng)用：

一、在局域網(wǎng)中的應(yīng)用

    附圖一為應(yīng)用于局域網(wǎng)中的一個(gè)典型結(jié)構(gòu)圖，適用于小區(qū)、智能大廈和具有局域網(wǎng)平臺(tái)的監(jiān)控系統(tǒng)；

附圖一

二、利用ADSL實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控

    附圖二為利用ADSL實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控的結(jié)構(gòu)圖，途中路由器的功能實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)域名解析，若網(wǎng)絡(luò)端口采用固定IP，路由器可以不用。這種結(jié)構(gòu)常用于遠(yuǎn)端分散的監(jiān)控，適合于幼兒園、校園、旅游景點(diǎn)等場(chǎng)合。

附圖二

三、在大型監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用：

    這種結(jié)構(gòu)通常依托專用網(wǎng)絡(luò)或電信VPN網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的集中監(jiān)控，適合城市治安、電力通信等場(chǎng)合；

附圖三

    與數(shù)字硬盤錄像機(jī)相同，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器目前常采用的標(biāo)準(zhǔn)格式也是兩種，

    H.264是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)的聯(lián)合視頻組（JVT：jointvideoteam）開發(fā)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。1998年1月份開始草案征集，1999年9月，完成第一個(gè)草案，2001年5月制定了其測(cè)試模式TML-8，2002年6月的JVT第5次會(huì)議通過了H.264的FCD板。2003年3月正式發(fā)布；

    MPEG-4的著眼點(diǎn)在于解決低帶寬上音視頻的傳輸問題，在164KHZ的帶寬上，MPEG-4平均可傳5－7幀/秒。采用MPEG-4壓縮技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)型產(chǎn)品可使用帶寬較低的網(wǎng)絡(luò)，如PSTN，ISDN,ADSL等，大大節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用。另外，MPEG-4的最高分辨率可達(dá)720×576，接近DVD畫面效果，基于圖像壓縮的模式?jīng)Q定了它對(duì)運(yùn)動(dòng)物體可以保證有良好的清晰度。MPEG-4所有的這些優(yōu)點(diǎn)，使它成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品生產(chǎn)廠商開發(fā)的重要趨勢(shì)之一。

網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的運(yùn)行環(huán)境和適用范圍

    ：

    網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器是利用現(xiàn)代數(shù)字視頻處理技術(shù)而發(fā)展起來的先進(jìn)設(shè)備，在具備以下幾個(gè)方面的條件和場(chǎng)合時(shí)建議采用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器構(gòu)建數(shù)字化的監(jiān)控系統(tǒng)：

    1、已經(jīng)具有網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的場(chǎng)合，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的運(yùn)行基礎(chǔ)是在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上傳輸視頻信號(hào)，具有局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)是采用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器構(gòu)建數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)是很方便的，因此，對(duì)于一些樓宇，辦公場(chǎng)所等已經(jīng)具有局域網(wǎng)的場(chǎng)所，可以采用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器搭建監(jiān)控系統(tǒng)。

    2、不允許布線施工的場(chǎng)合，如城市治安監(jiān)控，在城市治安監(jiān)控系統(tǒng)中城市交通和城市規(guī)劃的限制，不允許進(jìn)行大規(guī)模的進(jìn)行布線和施工，而在城市信息系統(tǒng)中，利用電信的ADSL或VPN網(wǎng)絡(luò)就可以方便的構(gòu)建傳輸網(wǎng)絡(luò)；

    3、遠(yuǎn)距離的監(jiān)控，對(duì)于遠(yuǎn)距離的分散監(jiān)控點(diǎn)，采用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器是最合適的，利用監(jiān)視點(diǎn)附近的ADSL或VPN線路將監(jiān)視點(diǎn)接入互聯(lián)網(wǎng)，在互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的范圍內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控。

    4、臨時(shí)性監(jiān)控，如建筑工地，重要的安裝工地。通過架設(shè)無限局域網(wǎng)絡(luò)或其他網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，管理者不必親臨現(xiàn)場(chǎng)就可以了解工地的實(shí)際情況；

    5、現(xiàn)場(chǎng)直播服務(wù)，現(xiàn)場(chǎng)直播服務(wù)是用在重大時(shí)事，競(jìng)技運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星等實(shí)況轉(zhuǎn)播服務(wù)，這類服務(wù)的特點(diǎn)是服務(wù)時(shí)間和服務(wù)次數(shù)集中；

    6、幼兒園展示育兒質(zhì)量，父母隨時(shí)隨地遠(yuǎn)程監(jiān)控孩子的活動(dòng)，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，孩子的教育和生活也是家長(zhǎng)特別關(guān)注的話題。孩子在學(xué)校和幼兒園的時(shí)間是相當(dāng)長(zhǎng)的。通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，幼兒園可展示其高超的專業(yè)水準(zhǔn)以樹立品牌、家長(zhǎng)可以隨時(shí)隨地通過網(wǎng)絡(luò)來了解孩子的狀況，不但給家長(zhǎng)提供了方便，也加強(qiáng)了家長(zhǎng)與學(xué)校的溝通，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高；

    7、遠(yuǎn)程示范教學(xué)，優(yōu)質(zhì)教師在教室內(nèi)進(jìn)行示范教學(xué)，其他相關(guān)的教師、專家可以在校內(nèi)、校外外地甚至國外實(shí)時(shí)觀摩，省去了舟車勞頓，也擴(kuò)大了優(yōu)秀教師乃至學(xué)校的影響力，促進(jìn)教學(xué)工作的發(fā)展進(jìn)步；

    8、旅游景點(diǎn)及其它商業(yè)宣傳旅游景點(diǎn)、遠(yuǎn)程售樓等網(wǎng)絡(luò)宣傳，目前中國旅游業(yè)處于高峰期，各地旅游景點(diǎn)之間競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，如何更好的做好市場(chǎng)宣傳，讓潛在的消費(fèi)者（旅游者）來消費(fèi)，一方面取決于旅游景點(diǎn)的知名度，一方面就要看旅游景點(diǎn)的宣傳力度了。利用預(yù)先設(shè)置的通信通道（也可以利用ADSL或無線GPRS）作為網(wǎng)絡(luò)視頻的傳輸通道，把網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和攝像機(jī)設(shè)置在圖像景點(diǎn)附近，來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像傳輸。通過任何方式連接Internet后，打開瀏覽器，輸入旅游景點(diǎn)網(wǎng)址上的景點(diǎn)實(shí)時(shí)在線觀看連接，就可以訪問一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程視頻，并可以對(duì)遠(yuǎn)程可控?cái)z像機(jī)進(jìn)行控制，做到全方位的實(shí)景觀看。

    網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的選擇

    目前。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，市場(chǎng)出現(xiàn)了各種各樣網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，價(jià)格也相差很大，下面本文就網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的技術(shù)指標(biāo)作出解釋：

    清晰度：在網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器中，清晰度的指標(biāo)直接決定了網(wǎng)絡(luò)資源，通常有以下格式：

    D1：720×576（又稱為4CIF）
    halfD1：720×288；
    DCIF：548×384；
    CIF：352×288；
    2CIF:704×288

    幀率：體現(xiàn)畫面連續(xù)性的技術(shù)指標(biāo)，每秒的幀數(shù)(fps)或者說幀率表示圖形處理器處理場(chǎng)時(shí)每秒鐘能夠更新的次數(shù)。高的幀率可以得到更流暢、更逼真的動(dòng)畫。一般來說25fps就是可以使圖像連貫，15fps時(shí)畫面基本連續(xù)，6fps畫面出現(xiàn)跳動(dòng)。在網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器中，幀率通常是可以設(shè)置的，幀率設(shè)置越高，占用的網(wǎng)絡(luò)資源就越大。

    碼流：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。所謂流媒體是指視頻、聲音和數(shù)據(jù)從源端同時(shí)向目的地傳輸，它可以作為連續(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。

    流數(shù)據(jù)從服務(wù)器端應(yīng)用傳輸后可由客戶端應(yīng)用接收并顯示或回放，一般是客戶端應(yīng)用接收到足夠的數(shù)據(jù)并將之存儲(chǔ)在緩沖區(qū)后便立即將視頻顯示出來，或?qū)⒁纛l回放出來。

    流媒體的一個(gè)重要特征是對(duì)時(shí)間的敏感性，這正是實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用所必需的，所以這類應(yīng)用與流媒體密不可分就十分自然的了。流媒體的實(shí)現(xiàn)主要取決于網(wǎng)絡(luò)帶寬和壓縮算法的提高。今天，隨著網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的改善、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和壓縮技術(shù)的發(fā)展，流媒體的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)變得越來越容易了。

    碼流傳輸方式：流媒體的傳輸技術(shù)主要有三種：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(unicast)、多址廣播(Multicast)和廣播(Broadcast)。多址廣播又稱為組播。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的特點(diǎn)是流媒體的源和目的地是一一對(duì)應(yīng)的，即流媒體從一個(gè)源(服務(wù)器端的應(yīng)用)發(fā)送出去后只能到達(dá)一個(gè)目的地(客戶端應(yīng)用)。組播是一種基于"組"的廣播，其源和目的地是一對(duì)多的關(guān)系，但這種一對(duì)多的關(guān)系只能在同一個(gè)組內(nèi)建立，也就是說，流媒體從一個(gè)源(服務(wù)器端的應(yīng)用)發(fā)送出去后，任何一個(gè)已經(jīng)加入了與源同一個(gè)組號(hào)的目的地(客戶端應(yīng)用)均可以接收到，但該組以外的其他目的地(客戶端應(yīng)用)均接收不到。廣播的源和目的地也是一對(duì)多的關(guān)系，但這種一對(duì)多的關(guān)系并不局限于組，也就是說，碼流從一個(gè)源(服務(wù)器端的應(yīng)用)發(fā)送出去后，同一網(wǎng)段上的所有目的地(客戶端應(yīng)用)均可以接收到，廣播可以看作組播的一個(gè)特例。

    廣播和組播對(duì)于流媒體傳輸來說是很有意義的，因?yàn)榱髅襟w的數(shù)據(jù)量往往都很龐大，需要占用很大的網(wǎng)絡(luò)帶寬。如果采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，那么有多少個(gè)目的地就得傳輸多少份流媒體，所以所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬與目的地的數(shù)目成正比，如果采用廣播或組播方式，那么流媒體在源端只需傳輸一份，組內(nèi)或同一網(wǎng)段上的所有客戶端應(yīng)用均可以接收到，這就大大降低了網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用。由于網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的資源限制，對(duì)于組播方式的客戶端也不可能是無限的，一般限制在10個(gè)之內(nèi)。

    在視頻服務(wù)器中，碼流的設(shè)置與傳輸網(wǎng)絡(luò)的資源有很大關(guān)系，對(duì)于局域網(wǎng)可以設(shè)置大一些，對(duì)于以ADSL為傳輸網(wǎng)絡(luò)的一般設(shè)置為384。

    對(duì)于一些具有本地錄像功能的視頻服務(wù)器還具備雙碼流功能，即一個(gè)碼流用于本地錄像壓縮、一個(gè)用于遠(yuǎn)程傳送，這樣的好處就是：在保持本地高碼流錄像的前提下，遠(yuǎn)程可以用低一些的碼流來傳送，以便保持網(wǎng)絡(luò)傳送的流暢性。

    功能：對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控要具備，圖像監(jiān)視、圖像控制和報(bào)警響應(yīng)三大功能，因此，應(yīng)用于監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器還要具備，報(bào)警接口和控制接口。

    報(bào)警接口：一般網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器具有4路報(bào)警輸入接口，提供報(bào)警探頭電源。

    控制接口：網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器提供一路RS422或RS485接口，用于對(duì)前端球形攝像機(jī)或云臺(tái)的控制，通常內(nèi)置通用前端設(shè)備的控制協(xié)議，通過客戶端可以對(duì)協(xié)議進(jìn)行升級(jí)或更改。