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聚焦高清监控解决方案(视频解码篇)

2014-7-22 10:43| 发布者: admin| 查看: 1027

摘要: 在目前视频监控厂家越来越主张为客户提供整体的高清数字解决方案的今天,由于自家的前端网络设备和存储设备的视频解码根本不存在问题,所以对多标准和多协议解码就会兴趣缺缺 ...

经过众多安防同仁的推广和市场培育,高清网络视频监控系统作为未来的主流已经基本被行业大多数用户所认同。随着高清的广泛应用,安防监控企业也如过江之鲫纷纷投入高清系统的生产和研发。高清监控监控优势明显,但对于很多中小安防企业而言,在投入高清的研发和生产和应用过程中是否存在一些有待解决的新的问题呢。

  高清解码之标准和兼容

  H.2642003年由国际电信联盟和国际标准化组织联合开发的新一代的视频压缩标准,它能够提供更高的数据压缩率,在同等的图像质量条件下,H.264的数据压缩率比H.263MPEG-22倍,比MPEG-41.5倍,获得了很好的效果。H.264目前是我们视频监控领域最主要的数字视频信源编码标准。而具有自主知识产权的AVS标准也将随着产业链的逐步完善,在我国得到推广。

  编码标准对于最终用户来言他最为关心的主要有:清晰度、存储量(带宽)、稳定性还有价格。但是解码方面H.264压缩效率的提高是以压缩算法复杂度的提高为代价的,其解码复杂度大约是MPEG-22-3倍。除了压缩算法复杂外在H.264编码标准应用的初期在通信协议层方面也没有什么统一的标准,几乎每个厂家都是自己的私有协议,这无疑中给我们行业的网络视频图像的解码工作更加带来了难度。

  在这样的大环境下,国内外厂商纷纷投入资金,对基于H.264技术的解码芯片进行了研发,形成了多种针对H.264视频压缩标准解决方案,实现H.264HP@L4级别的实时解码。目前,解码方面主要有以下三种方案:基于专用芯片的结构(SoC+ASIC);基于DSP+ARM的结构;基于x86的结构。而针对市面上纷繁复杂众多的私有协议,主流的厂商还没有很好的解决办法,在大多数厂家不愿意提供底层协议的情况下,解码第三方的网络视频成为一个很大的难题。这直接导致了网络高清推广难度增加,应用面很难做大,跨区域联网更是难上加难。标准成为网络监控应用绕不过的话题。业界对网络视频监控领域的协议和标准的进一步规范统一的呼声越来越高。


  针对这样现实和迫切的需求,2008年至现在国内外各类的组织机构为业界提供了诸多的标准:2008年国际上ONVIFPSIA两大联盟组织推出了他们的标准;2012年国内TC100(全国安全防范报警系统标准化技术委员会)终于推出联网监控标准GB/T28181标准的发布,还有其他的一些地方规范的制定(如上海、浙江、天津等城市最新发布的针对数字监控系统应用的文件规定),这些标准的制定和发布的确在某种程度上规范行业的健康有序发展,但是同样在他们发展和完善的过程中很多的协议细节方面本身就有待进一步的规范,只要是行业标准没有实现大统一,网络视频的协议兼容和图像的解码显示方面的问题就无法彻底解决,这给我们研发生产高清网络视频的集中管理、解码、上墙显示和控制设备的厂家依旧提出了不小的技术难题。


  我们先暂时不提协议兼容方面的问题,还是回到我们前面所提到的三种针对H.264压缩算法标准的解码方案上面去,这三种解码机构也存在诸多的优劣势和不同点。

  首先基于专用芯片的结构(SoC+ASIC)是使用专用视频图像处理芯片内部除处理器外,还集成了一些智能模块,如音视频输入输出接口等,有些还集成了图像压缩、图像增强、硬件加速模块。从本质上讲,专用视频压缩芯片和通用视频处理芯片都属于SoC(SystemonChip),只是前者带有固定的压缩模块、固定的处理方式,后者需要产品开发商开发视频压缩算法程序。这种解码方式使用专用芯片,价格成本相对较低,便于推广,但是对技术要求还是较高的,需要厂家有较丰富的编解码技术研发经验的积累,而且由于升级和兼容方面的问题,要想做到多协议兼容比较困难。

  其次基于DSP+ARM的结构是基于多媒体DSP技术的高清解码方案,采用了高清数字信号处理器和嵌入式系统芯片作为硬件平台,具有很强的灵活性。由于可编程性,基于单个应用开发的IP能够得到重复利用,可以对不同的压缩标准进行解码,集成了丰富的外围设备,系统的对接和拓展比较方便。

  另外基于x86的结构,同基于RISC架构CPU的嵌入式系统相比,基于x86架构CPU的嵌入式系统有如下优势:除了支持H.264外,它可对多种格式的文件进行编解码,如MPEG-2MPEG-4WMA等,对于一些非标的编码算法的解码有更多的办法和工具来实现,兼容方面由于获取前端IPC厂家的SDK相对较容易,实现多种协议的网络视频相对容易,开发周期短。而且基于x86架构的解码器由于内嵌WindowsCE实时操作系统,具有较齐全的应用软件,维护成本低,可轻松地与PC资源共享。但开发成本较高,硬件成本高昂,成本难以控制,在后期针对成熟的高清视频监控市场来说推广起来就很困难。

  其实就目前安防现状来说AVS标准还处于推广期,H.265还有待完善,视频压缩标准基本上是H.264标准的天下,这在行业内基本上已经取得了共识。行业内都习惯将非H.264标准的产品称之为非标产品。因此各公司在通过对自身的技术实力和产品行业应用特点选择解码结构的方案来解码网络视频流来说应该不是主要的难题了,主要的问题和工作量还应该在于多协议标准的支持和兼容。

  首先必然是对两大主流国际标准OnvifPSIA的支持方面:

  这两大标准组织的目的其实是一致的,都是为了参与IP网络监控系统的各种软件和硬件组件之间完成兼容。一方面,从支持厂商的数量和影响力来说,Onvif联盟更胜一筹。特别是Profile概念的提出,ProfileS的发布,使得组件兼容性的识别变得更加容易,进一步扩大了Onvif组织标准的影响力。另一方面,从标准制定依据的技术基础来看,Onvif协议基于WebService技术,利用SOAP来传递信息,而PSIA标准则基于REST架构的软件理念,在充分理解HTTP协议的基础上更加高效的利用了HTTP协议已经定义好的GET/PUT/POST/DELETE等方法。基于PSIA协议开发出来的程序效率应该更高,对设备内嵌WebServer的要求更低。综合来说,这两种协议应该说各有优劣,很难取舍。基于此,主流的第三方的解码设备应该对OnvifPSIA两种协议都需要进行很好的支持。

  当然为了在目前国内安防行业的最大的主流市场(城市治安监控)项目上应用必然也要对GB28181支持,以便于使解码设备能够方便的集成到一个GB28181视频监控联网系统中,承担大型视频监控联网系统中监控中心上墙设备的角色。

  专业的网络视频图像处理设备厂家还应该在处理其他非标类前端IPC和编码设备视频流的解码和图像控制的二次开发的能力。

  这在一些老项目扩容新老设备兼容集成方面就尤其重要了。

  在目前视频监控厂家越来越主张为客户提供整体的高清数字解决方案的今天,由于自家的前端网络设备和存储设备的视频解码根本不存在问题,所以对多标准和多协议解码就会兴趣缺缺,甚至对第三方高清解码设备厂家予以抵 制,比如说不提供协议或者SDK等等。自己碗里面的食肯定不希望别人筷子伸进来。但是对于最终用户方来说是比较郁闷了:作为越来越理性的甲方来说肯定不希望自己毫无自主性的用某一种产品,他们需要有更多的自主选择权,在集成方设计系统解决方案的时候希望更多的参与自己的实际需求,在费用方面也希望花一样多的钱(甚至是少的钱)购买和使用更专业功能更好更好使用的产品。因此作为高清整体解决方案的关键环节高清网络图像的集中管理、解码、上墙显示和控制方面能够有解码效率高、多协议兼容、能够提供多样化的增值功能并且性价比更高的高清解码产品和制造商出现。

  专业的高清网络图像的集中管理、解码、上墙显示和控制设备在当前的安防市场环境中被各厂家提上了日程。

Tag标签: 视频监控

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