網(wǎng)絡視頻監(jiān)控平臺分析

IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括網(wǎng)絡視頻服務器監(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圖像傳感器把場景的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，這些電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后通過數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)紻SP存儲器。

DSP作為IPCamera的數(shù)字圖像處理和壓縮以及操作系統(tǒng)運行的主處理器芯片,完成圖像壓縮、編碼的同時把數(shù)據(jù)流送到硬盤或其他存儲設備中保存。可以想見，前端設備對視頻圖像質(zhì)量好壞有極大影響。因此，處理器的選擇在開發(fā)人員如何能夠成功地滿足數(shù)字視頻監(jiān)控產(chǎn)品的設計需求上扮演了重要角色。

市場上，ASIC、FPGA與傳統(tǒng)的DSP是常見的幾種方案，每種都有自己的特點。其中，ASIC比較適合沒有算法基礎的研發(fā)隊伍采用，因為ASIC芯片本身的壓縮算法可以幫助加快產(chǎn)品研發(fā)進度。

但是，隨著音/視頻格式和標準的不斷演進，這種方案的靈活性對它在視頻監(jiān)控領域的廣泛應用又成為一種限制。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

更加強大。然而，DSP傳統(tǒng)的處理架構(gòu)的重點還是集中在數(shù)據(jù)運算能力上面，對于視頻監(jiān)控應用來說不夠優(yōu)化。對于那些具有復雜的控制能力和更高速媒體流需求的系統(tǒng)級應用來說，傳統(tǒng)的DSP并不理想--DSP中更多的系統(tǒng)資源被浪費掉了。

由于具有強大的并行處理能力，在要求復雜和密集的視頻信號處理的高端視頻監(jiān)控領域，理論上FPGA應該具有很大優(yōu)勢。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，使它很難成為這個應用領域的競爭者。

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，對視頻編解碼則力不從心。DSP則能彌補ARM的不足，其運算能力能夠滿足人們對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MCU和DSP這兩套代碼進行掌握和維護，研發(fā)成本和對研發(fā)人員的要求都比較高。

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

Blackfin家族使用了MSA(MicroSignalArchitecture)架構(gòu)，在一個單核架構(gòu)中提供可編程的16/32位MCU和DSP功能，能夠?qū)刂啤⒕W(wǎng)絡、多媒體以及信號處理區(qū)域進行劃分。同樣的開發(fā)環(huán)境適用于所有的Blackfin產(chǎn)品線，使IP視頻監(jiān)控產(chǎn)品的上市時間加快，成本大大降低。

教育:遠程監(jiān)控學校的操場、走廊、大廳以及教室，也包括對一些建筑物的監(jiān)控;

交通:遠程監(jiān)控火車站、鐵路軌道、高速公路以及機場的安全;

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

政府:安保和監(jiān)視應用，通常集成到已有的系統(tǒng)中;

商場:對各大型超市的分支機構(gòu)進行安全監(jiān)視和遠程管理，方便快速高效的管理;

工業(yè):對生產(chǎn)線、后勤部門、庫房存儲系統(tǒng)進行監(jiān)控，提高了廠區(qū)的安全性。

在PSTN網(wǎng)上,利用用戶現(xiàn)有的電話線進行多媒體(尤其是視頻信號)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會議電視視頻壓縮標準，將幾十K的數(shù)據(jù)流通過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)，主要用于視頻點播和視頻廣播;HSDL使用一對兩對雙絞線，雙向速率為1.5~2Mbps，傳輸距離約為5KM，可作電視會議或雙向視頻控制。

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)信號為主的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡。它主要提供中、高速率，高質(zhì)量點到點和點到多點的數(shù)字專用鏈路，以便向用戶提供租用電路業(yè)務。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。我國郵電部門已在全國范圍內(nèi)建成并開放了DDN業(yè)務，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B和一個D信道組成，成為2B+D口，傳輸速率為144Kbps;PRI接口則是由30個B信道和一個D信道組成成為30B+D口，傳輸速率為2Mbps相當于一個E1口。

5、光纖信道，傳輸質(zhì)量高，信道穩(wěn)定。光通信端機包括PCM基群復接設備、二次群、三次群、四次群等跳群復接設備。其中PCM基群復接設備向用戶提供符合G.703標準的64Kbps接口，可以將低速率的視頻數(shù)據(jù)直接送入PCM終端進行傳輸。而復接設備直接向用戶提供符合G.703標準的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、無線傳輸，無線傳輸主要是指數(shù)傳電臺和無線擴頻傳輸，在大多數(shù)企業(yè)單位都有自己的無線專網(wǎng)，無線專網(wǎng)可以支持多點遠端接入，它們一般可以提供64K~42Mbps的信道帶寬。同時，這些無線專網(wǎng)在建設規(guī)劃時，大都已預留出用作傳輸視頻圖像的帶寬，只要將視頻終端以IP方式接入并與原來的數(shù)據(jù)、話音業(yè)務作無縫連接，即可實現(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)無法替代的，特別是對移動的VSAT站，具有機動性，是軍隊國防部門通信的重要手段，衛(wèi)星甚小口徑地面站也是偏遠地區(qū)的主要通信手段，一般用戶可以向衛(wèi)星運營公司租用衛(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。

網(wǎng)絡視頻監(jiān)控組成部分:網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體上分為前端接入、媒體交換以及用戶訪問三個層次，具體由前端編碼單元、中心業(yè)務平臺、網(wǎng)絡錄像單元、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，它通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡接入中心業(yè)務平臺，用于實現(xiàn)監(jiān)控點視音頻信息和報警信息的采集、編碼、傳輸以及外圍設備(如攝像機、云臺、矩陣等)的控制。前端編碼單元具體設備包括視頻服務器、網(wǎng)絡攝像機、DVR等。

中心業(yè)務平臺位于媒體交換層，是整個網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心，邏輯上需要實現(xiàn)用戶接入認證、系統(tǒng)設備管理、業(yè)務功能控制以及媒體分發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)等功能。在分級應用環(huán)境下，中心業(yè)務平臺需要支持多級級聯(lián)功能。中心業(yè)務平臺在實現(xiàn)上可以基于"服務器+平臺軟件"方式，也可以基于嵌入式硬件方式。

網(wǎng)絡錄像單元位于媒體交換層，用于實現(xiàn)網(wǎng)絡媒體數(shù)據(jù)的數(shù)字化錄像、存儲、檢索、回放以及管理功能。網(wǎng)絡錄像單元可以通過中心業(yè)務平臺外接存儲設備的方式來實現(xiàn)，也可以通過"服務器+錄像軟件+存儲設備"的方式來實現(xiàn)。網(wǎng)絡錄像單元需支持分布式部署。

客戶端單元是遠程圖像集中監(jiān)控和維護管理的應用平臺，是基于PC的監(jiān)控客戶端業(yè)務軟件，可采用B/S或C/S架構(gòu)，主要實現(xiàn)用戶登錄、圖像瀏覽、錄像回放、輔助設備控制、碼流控制等業(yè)務功能。

解碼單元即視頻解碼器，主要負責在客戶端單元的控制與管理下，實現(xiàn)前端監(jiān)控信號解碼輸出，輸出后的模擬視頻信號可直接送至監(jiān)視器、電視機等圖像顯示設備。

網(wǎng)絡視頻監(jiān)控即IP監(jiān)控， IP是Internet Protocol(因特網(wǎng)協(xié)議)的縮寫，它是通過計算機網(wǎng)絡進行交流的最常用的協(xié)議之一。

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