视频服务器、网络摄像机的技术标准
网络摄像机和视频服务器作为网络应用的新型产品,适应网络传输的要求也必然成为产品开发的重要因素,而这其中视频图像的技术又成为关键。在目前中国网络摄像机和视频服务器的产品市场上,各种压缩技术百花齐放,且各有优势,为用户提供了很大的选择空间。 JPEG 、M-JPEG 有相当一部分国内外网络摄像机和视频服务器都是采用JPEG,Motion-JPEG压缩技术,例如SONY最新推出的SNC-Z2OP网络摄像机,AXIS2130PTZ网络摄像机,深圳超音速推出的CAM50网络摄像机等。JPEG、M-JPEG采用的是帧内压缩方式,图像清晰、稳定,适于视频编辑,而且可以灵活设置每路的视频清晰度和压缩帧数。另外,因其压缩后的格式可以读取单一画面,因此可以任意剪接,特别适用与安防取证的用途。 Wavelet Transform 小波变换也属于帧内压缩技术,由于这种压缩方式移除了图像的高频成分,仅保留单帧图像信号,特别适用于画面变更频繁的场合,且压缩比也得到了一定的提高,因此也被一些网络摄像机和视频服务器所采用,例如,BOSCH推出的NetCam-4系列数字网络摄像机,深圳缔佳生产的NETCAM系列网络摄像机等。 H.264 H.264是ITU-T的VCEG(视频编码专家组)和ISO/IEC的MPEG(活动图像编码专家组)的联合视频组(JVT:joint video team)开发的一个新的数字视频编码标准,它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG-4的第10 部分。1998年1月份开始草案征集,1999年9月,完成第一个草案,2001年5月制定了其测试模式TML-8,2002年6月的 JVT第5次会议通过了H.264的FCD板。2003年3月正式发布。 MPEG-4 MPEG-4的着眼点在于解决低带宽上音视频的传输问题,在164KHZ的带宽上,MPEG-4平均可传5-7帧/秒。采用MPEG-4压缩技术的网络型产品可使用带宽较低的网络,如PSTN,ISDN,ADSL等,大大节省了网络费用。另外,MPEG-4的最高分辨率可达720&#215;576,接近DVD画面效果,基于图像压缩的模式决定了它对运动物体可以保证有良好的清晰度。MPEG-4所有的这些优点,使它成为当前网络产品生产厂商开发的重要趋势之一,目前本公司暨采用这一技术。 另外,也有部分厂商采用的是MPEG-1,MPEG-2压缩格式,除此之外,有的厂商还采用多种压缩技术相结合的方式,例如,日本JVC推出的VN-C10U网络摄像机,其压缩方式就是MPEG-4,与JPEG相结合,在可以看到JPEG静止图像的同时,利用MPEG-4高级压缩功能,令到高质量的动态图像也能在低带宽上传输。 纵观以上这些压缩技术,虽然MPEG-4以其良好的图像压缩性能,可支持非常低的宽带上达到视频会议的质量,从而成为未来网络型产品开发的主流方向,但就现在市场的应用情况来看,MPEG-4暂时还没有占到主导地位,究其原因,主要是由于虽然MPEG-4的国际标准已经制定,但MPEG-4的算法是公开的因而厂商各自为政,良莠不齐,对后续的二次开发带来了严重的影响,另外,MPEG-4在图像质量上也有待提高,在复杂的网路环境中,数据流过大时易导致数据流失。 另一方面,如此多种类的压缩技术,也让用户在选购网络摄像机和视频服务器时,产生了不少的困扰,有的用户要求网络传输达到实时,有的要求图像质量高,有的又要求后端存储系统容量足够大…….对于网络型产品而言,网络传输速率、图像质量和系统存储容量都与产品所用的压缩方式密切相关,三者又互相制约,因此很难做到三者同时达到最理想的状态,只能从三者中寻求一个平衡点,即用户本身真正实际的需求。很多厂商建议用户在选择网络摄像机和视频服务器时,首先应明确系统已有的资源,以及系统所要达到的实际效果,不必一味追求市场上所谓的“热门”产品或成本。 网络资源成为瓶颈 网络环境与视频信息的关系,就好像“路”与“车”的关系一样,要保障“车辆”顺畅、安全地行驶,首先必须做好“道路”建设。由于目前中国地网络应用环境仍然存在着各种有待解决的问题,也使得网络型产品 D D网络摄像机、视频服务器的优势不能完全发挥出来、网络的改善和开发成为产品发展的瓶颈。 动态IP地址 由于网络摄像机和视频服务器拥有独立的IP地址,可支持多种网络协议,如TCP/IP、HTTP、ARP、UDP等等,因此视频数据经压缩处理后,通过WEB服务器,经局域网或INTERNET送至终端用户,用户只要知道某一台网络摄像机和视频服务器的IP地址,即可查看到这台网络摄像机和视频服务器所监视的图像。 市面上有部分网络摄像机和视频服务器采用的是固定IP地址,但由于中国目前的网络应用环境还并不发达,特别是在INTERNET上租用固定IP地址的费用较昂贵,因此大部分网络摄像机和视频服务器产品采用的多是动态IP地址,即网络摄像机和视频服务器每次登陆上网时,网络都会分配一个新的IP地址,就象普通PC拨号上网一样,但这也为远端用户都网络摄像机或视频服务器的搜索造成了一定的难度。 针对这一难题,在不同的网络环境下有不同的解决方案,在局域网、广域网的内部网环境中。IP地址的资源相对充足,如果不够,可以采用NAT的方式,即用一个IP地址的不同端口来解决;而在INTERNET中,则可以采用在网络上建立DDNS服务器的方法来解决动态IP地址的问题,也就是每一台网络摄像机或视频服务器都有一个网络二级域名,这个二级域名对应网络摄像机或视频服务器的MAC地址,只要网络摄像机或视频服务器在网络上使用,就会自动连接到DDNS,无论它的IP地址如何变化,客户只要在IE地址栏键入这个域名,就能通过DDNS服务器,将网络摄像机或视频服务器的IP地址与远程客户进行连接,达到域名解析的目的。 网络安全性 对于安防这个对安全有这特殊要求的行业,音视频信息在网络传输中的安全保密性是一个不容忽视的问题,特别是在目前网络较脆弱的情况下,如何保障信息的安全传递成为网络监控进一步推广应用所需要解决的技术难点之一。 部分网络摄像机和视频服务器的生产厂商在CPU内核的操作系统中采用了LINUX系统,这一方面是由于LINUX系统本身所占的容量较小,易于嵌入在设备中,另外LINUX是一个开放性的操作系统,采用LINUX后,用户可根据自己的需求,完善安全机制。此外,内置防火墙、设置多重权限和密码认证也是较常用的保护措施,而网络摄像机和视频服务器的点播访问机制,也减少了广播方式带来的问题。 </P><P> 当然,目前采用的保护措施大多针对终端操作,而要真正做到网络传输的安全,除了在设备端加强保密措施以外,还有赖于整个网络环境质量的提高。 网络断线、堵塞 网络断线和堵塞也是常见的网络问题,为了避免由此而造成的资料丢失,部分厂商在产品中内置报警图像缓冲区,当网络发生短暂断线、堵塞的情况时,缓冲区可以临时存放部分现场图像资料,确保不丢失重要数据,对特别重要的场所,这可以采用在前后端同时录像的方式来解决。也有些厂商在网络摄像机和视频服务器端选用特殊的路由器,在断线的情况下可自动拨号上网,保持网络的随时畅通。 另外,还有一些厂商在网络摄像机内部加装硬盘,以便在网络堵塞或断线的情况下,摄像端仍可保持摄像和及时存储资料,网络连通后再将资料送至远端,但这种方法也会使产品的成本增加,同时带来维护的问题。 无线网络 除了局域网、INTERNET等常用的网络之外,今年来,网络摄像机、视频服务器与无线网络的结合也成为网络型产品的推广应用起到了促进作用。 基于无线网络传输的协议有802.11B、802.11G、802.11A、SDH数字微波通信等,目前网络摄像机、视频服务器主要使用的无线网络有802.11B、SDH数字微波通信。使用802.11B通讯,理论上最大距离可达到30公里,但实际使用中所能达到的距离也会受到现场的环境、气候和地理位置的影响。SDH数字微波通信的组成形式可以时一条主干线,中间有若干分支,也可以是一个枢纽站向若干方向分支,其主干线可长达几千公里,另有若干条支线线路,除了线路两端的终端站外,还有大量中继站和分路站,构成一条数字微波中继通信线路。 另外,目前还有一个趋势是利用基于移动公网的网络,例如GPRS可达30公里,CDMA可达80公里,网络覆盖面广,因此移动公网也将会成为一部分市场采用的网络。 引自:www.ipeye.cn |