網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控

在PSTN網(wǎng)上,利用用戶現(xiàn)有的電話線進(jìn)行多媒體(尤其是視頻信號(hào))傳輸可以采用幾種不同的方式:

1、MODEM接入，采用低數(shù)據(jù)速率的H.263會(huì)議電視視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，將幾十K的數(shù)據(jù)流通過(guò)28.8Kbps的V.34 MODEM接入PSTN網(wǎng)，傳輸CIF、QCIF每秒5~15幀的圖像。33.5Kbps至56Kbps的Modem已很普及，這種傳輸方式有利于低速率的視頻傳輸，幀率也可以進(jìn)一步提高;

2、XSDL接入，主要包括ASDL(下行速率1.5~9Mbps，上行速率16~640Kbps，傳輸距離5.5KM)，主要用于視頻點(diǎn)播和視頻廣播;HSDL使用一對(duì)兩對(duì)雙絞線，雙向速率為1.5~2Mbps，傳輸距離約為5KM，可作電視會(huì)議或雙向視頻控制。

3、DDN方式，DDN是利用數(shù)字通道提供半永久性連接電路，以傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)為主的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)。它主要提供中、高速率，高質(zhì)量點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)的數(shù)字專用鏈路，以便向用戶提供租用電路業(yè)務(wù)。其線路的通信速率為2.4~19.2Kbps，N×64Kbps(N=1~32)。它也可提供VPN業(yè)務(wù)。我國(guó)郵電部門(mén)已在全國(guó)范圍內(nèi)建成并開(kāi)放了DDN業(yè)務(wù)，通信帶寬為64K~2.048M(E1)。

4、ISDN方式，ISDN的信道類型分為信息信道與控制信道。 ISDN用戶/網(wǎng)絡(luò)接口有兩種結(jié)構(gòu):基本速率接口(BRI)和基群速率接口(PRI)，基本速率接口是將現(xiàn)有電話網(wǎng)中的普通用戶線作為ISDN的用戶線而規(guī)定的接口，它由2個(gè)B和一個(gè)D信道組成，成為2B+D口，傳輸速率為144Kbps;PRI接口則是由30個(gè)B信道和一個(gè)D信道組成成為30B+D口，傳輸速率為2Mbps相當(dāng)于一個(gè)E1口。

5、光纖信道，傳輸質(zhì)量高，信道穩(wěn)定。光通信端機(jī)包括PCM基群復(fù)接設(shè)備、二次群、三次群、四次群等跳群復(fù)接設(shè)備。其中PCM基群復(fù)接設(shè)備向用戶提供符合G.703標(biāo)準(zhǔn)的64Kbps接口，可以將低速率的視頻數(shù)據(jù)直接送入PCM終端進(jìn)行傳輸。而復(fù)接設(shè)備直接向用戶提供符合G.703標(biāo)準(zhǔn)的E1接口，其速率為2.048Mbps的傳輸信道帶寬，經(jīng)G.703/V.35 E1通信卡將視頻監(jiān)控終端 接入光纖線路。

6、無(wú)線傳輸，無(wú)線傳輸主要是指數(shù)傳電臺(tái)和無(wú)線擴(kuò)頻傳輸，在大多數(shù)企業(yè)單位都有自己的無(wú)線專網(wǎng)，無(wú)線專網(wǎng)可以支持多點(diǎn)遠(yuǎn)端接入，它們一般可以提供64K~42Mbps的信道帶寬。同時(shí)，這些無(wú)線專網(wǎng)在建設(shè)規(guī)劃時(shí)，大都已預(yù)留出用作傳輸視頻圖像的帶寬，只要將視頻終端以IP方式接入并與原來(lái)的數(shù)據(jù)、話音業(yè)務(wù)作無(wú)縫連接，即可實(shí)現(xiàn)多媒體通信。

7、VSAT衛(wèi)星線路，衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)覆蓋地域廣，施工量少，是其它傳輸系統(tǒng)無(wú)法替代的，特別是對(duì)移動(dòng)的VSAT站，具有機(jī)動(dòng)性，是軍隊(duì)國(guó)防部門(mén)通信的重要手段，衛(wèi)星甚小口徑地面站也是偏遠(yuǎn)地區(qū)的主要通信手段，一般用戶可以向衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)公司租用衛(wèi)星線路，如將64Kbps串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為V.35接口建立視頻連接。

教育:遠(yuǎn)程監(jiān)控學(xué)校的操場(chǎng)、走廊、大廳以及教室，也包括對(duì)一些建筑物的監(jiān)控;

交通:遠(yuǎn)程監(jiān)控火車站、鐵路軌道、高速公路以及機(jī)場(chǎng)的安全;

銀行:應(yīng)用于銀行各分支機(jī)構(gòu)或者是街頭的ATM取款機(jī)，替代繁冗的傳統(tǒng)安全監(jiān)視手段;

政府:安保和監(jiān)視應(yīng)用，通常集成到已有的系統(tǒng)中;

商場(chǎng):對(duì)各大型超市的分支機(jī)構(gòu)進(jìn)行安全監(jiān)視和遠(yuǎn)程管理，方便快速高效的管理;

工業(yè):對(duì)生產(chǎn)線、后勤部門(mén)、庫(kù)房存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，提高了廠區(qū)的安全性。

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控即IP監(jiān)控， IP是Internet Protocol(因特網(wǎng)協(xié)議)的縮寫(xiě)，它是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交流的最常用的協(xié)議之一。

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控組成部分:網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體上分為前端接入、媒體交換以及用戶訪問(wèn)三個(gè)層次，具體由前端編碼單元、中心業(yè)務(wù)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)錄像單元、客戶端單元以及解碼單元組成。

前端編碼單元位于前端接入層，它通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)接入中心業(yè)務(wù)平臺(tái)，用于實(shí)現(xiàn)監(jiān)控點(diǎn)視音頻信息和報(bào)警信息的采集、編碼、傳輸以及外圍設(shè)備(如攝像機(jī)、云臺(tái)、矩陣等)的控制。前端編碼單元具體設(shè)備包括視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、DVR等。

中心業(yè)務(wù)平臺(tái)位于媒體交換層，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心，邏輯上需要實(shí)現(xiàn)用戶接入認(rèn)證、系統(tǒng)設(shè)備管理、業(yè)務(wù)功能控制以及媒體分發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)等功能。在分級(jí)應(yīng)用環(huán)境下，中心業(yè)務(wù)平臺(tái)需要支持多級(jí)級(jí)聯(lián)功能。中心業(yè)務(wù)平臺(tái)在實(shí)現(xiàn)上可以基于"服務(wù)器+平臺(tái)軟件"方式，也可以基于嵌入式硬件方式。

網(wǎng)絡(luò)錄像單元位于媒體交換層，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)媒體數(shù)據(jù)的數(shù)字化錄像、存儲(chǔ)、檢索、回放以及管理功能。網(wǎng)絡(luò)錄像單元可以通過(guò)中心業(yè)務(wù)平臺(tái)外接存儲(chǔ)設(shè)備的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)"服務(wù)器+錄像軟件+存儲(chǔ)設(shè)備"的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)錄像單元需支持分布式部署。

客戶端單元是遠(yuǎn)程圖像集中監(jiān)控和維護(hù)管理的應(yīng)用平臺(tái)，是基于PC的監(jiān)控客戶端業(yè)務(wù)軟件，可采用B/S或C/S架構(gòu)，主要實(shí)現(xiàn)用戶登錄、圖像瀏覽、錄像回放、輔助設(shè)備控制、碼流控制等業(yè)務(wù)功能。

解碼單元即視頻解碼器，主要負(fù)責(zé)在客戶端單元的控制與管理下，實(shí)現(xiàn)前端監(jiān)控信號(hào)解碼輸出，輸出后的模擬視頻信號(hào)可直接送至監(jiān)視器、電視機(jī)等圖像顯示設(shè)備。

IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器監(jiān)控系統(tǒng)和IPCamera監(jiān)控系統(tǒng)，其中IPCamera是系統(tǒng)的前端處理部分。CCD/CMOS圖像傳感器把場(chǎng)景的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，這些電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后通過(guò)數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)紻SP存儲(chǔ)器。

DSP作為IPCamera的數(shù)字圖像處理和壓縮以及操作系統(tǒng)運(yùn)行的主處理器芯片,完成圖像壓縮、編碼的同時(shí)把數(shù)據(jù)流送到硬盤(pán)或其他存儲(chǔ)設(shè)備中保存?？梢韵胍?jiàn)，前端設(shè)備對(duì)視頻圖像質(zhì)量好壞有極大影響。因此，處理器的選擇在開(kāi)發(fā)人員如何能夠成功地滿足數(shù)字視頻監(jiān)控產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求上扮演了重要角色。

市場(chǎng)上，ASIC、FPGA與傳統(tǒng)的DSP是常見(jiàn)的幾種方案，每種都有自己的特點(diǎn)。其中，ASIC比較適合沒(méi)有算法基礎(chǔ)的研發(fā)隊(duì)伍采用，因?yàn)锳SIC芯片本身的壓縮算法可以幫助加快產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)度。

但是，隨著音/視頻格式和標(biāo)準(zhǔn)的不斷演進(jìn)，這種方案的靈活性對(duì)它在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用又成為一種限制。相比之下，傳統(tǒng)的DSP處理具有更加靈活的處理能力，在數(shù)據(jù)處理方面也

更加強(qiáng)大。然而，DSP傳統(tǒng)的處理架構(gòu)的重點(diǎn)還是集中在數(shù)據(jù)運(yùn)算能力上面，對(duì)于視頻監(jiān)控應(yīng)用來(lái)說(shuō)不夠優(yōu)化。對(duì)于那些具有復(fù)雜的控制能力和更高速媒體流需求的系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的DSP并不理想--DSP中更多的系統(tǒng)資源被浪費(fèi)掉了。

由于具有強(qiáng)大的并行處理能力，在要求復(fù)雜和密集的視頻信號(hào)處理的高端視頻監(jiān)控領(lǐng)域，理論上FPGA應(yīng)該具有很大優(yōu)勢(shì)。遺憾的是，F(xiàn)PGA的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境、較大的功耗以及高昂的成本拖了它的后腿，使它很難成為這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)者。

還有一種方案是采用MCU(ARM核)+DSP。由于ARM采用RISC指令集，適合處理控制代碼，對(duì)視頻編解碼則力不從心。DSP則能彌補(bǔ)ARM的不足，其運(yùn)算能力能夠滿足人們對(duì)視頻流暢程度的需求。這種方案的思路是發(fā)揮ARM核的控制作用和DSP處理器的處理能力。但是，研發(fā)人員需要對(duì)MCU和DSP這兩套代碼進(jìn)行掌握和維護(hù)，研發(fā)成本和對(duì)研發(fā)人員的要求都比較高。

顯而易見(jiàn)，如果能夠有一種處理平臺(tái)，將MCU和DSP的性能融合起來(lái)，不但能克服ARM核+DSP所存在的瑕疵，同時(shí)能保留兩則的優(yōu)勢(shì)特性。Blackfin處理器平臺(tái)正是這樣的匯聚平臺(tái)，它給視頻監(jiān)控產(chǎn)品開(kāi)發(fā)帶來(lái)了新的力量。匯聚處理器將MCU和DSP的性能融合在一起，在單核上對(duì)uCLinux、協(xié)議棧和媒體流進(jìn)行處理，將實(shí)時(shí)多媒體數(shù)據(jù)流及以控制為導(dǎo)向的任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化。

Blackfin家族使用了MSA(MicroSignalArchitecture)架構(gòu)，在一個(gè)單核架構(gòu)中提供可編程的16/32位MCU和DSP功能，能夠?qū)刂?、網(wǎng)絡(luò)、多媒體以及信號(hào)處理區(qū)域進(jìn)行劃分。同樣的開(kāi)發(fā)環(huán)境適用于所有的Blackfin產(chǎn)品線，使IP視頻監(jiān)控產(chǎn)品的上市時(shí)間加快，成本大大降低。

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