视频服务器核心技术及常见故障解决方法

      随着各地城市监控项目的需求，国内网络应用的稳定与高带宽的飞速发展，这些都成为推动网络监控走向市场的的外部因素。和视频服务器类似的产品就是视频编码器了，但很多时候我们把视频服务器和视频编码器等同起来，但真正的视频服务器和编码器的最大区别是视频服务器更重视视频编码数率和低带宽传输，真正做到优秀的视频算法和产品的结合。

　　视频服务器在监控中作用

　　什么是网络视频监控?网络视频监控是相对模拟监控和数字监控而言的。在模拟监控系统中，图像的传输、交换以及存储均基于模拟信号处理技术。数字监控引入了先进的数字信号处理技术，实现了以DVR为典型代表的数字化存储。而网络监控以数字信号处理为基础，采用网络化的方式实现信号的传输、交换、控制、录像存储以及点播回放，并通过设立强大的中心管理平台(CMS)，实现对系统内所有编解码设备及录像存储设备的统一管理与集中控制。对用户而言，仅需登录中心管理平台，即可实现全网监控资源的统一调用、浏览和管理。网络视频监控实现了端到端的网络化，系统架构由IP前端、TCP/IP网络、中心管理平台、网络存储设备、电视墙解码器以及客户端等几个部分组成。

　　视频服务器从核心功能上可以分为视频编码器和视频解码器两大类。视频编码器位于网络视频监控系统的前端，而视频解码器则位于用户访问端(或称为后端)。

　　视频编码器用于实现前端信号(视频、音频及其它信号)的数字化压缩和网络化，具体功能包括监控点模拟视音频信息和报警信息的接入、编码/压缩、传输以及外围设备(如摄像机、云镜、矩阵等)的控制。上述信息经视频编码器处理后通过IP网络上传至中心管理平台，再由中心管理平台分发至客户端、视频解码器以及录像存储设备。

　　视频编码器与网络摄像机最大的差异在于，视频编码器的视频源来自模拟摄像机，需要与模拟摄像机配合使用，而网络摄像机是一体化的，本身就集成了模拟视频采集功能。从目前的情况来看，尽管网络摄像机正在大量涌现，但因为以下两个原因，视频编码器仍将在网络视频监控系统中占据不可替代的重要位置：一是大量已建的模拟和数字监控系统亟待网络化改造，为了保护现有模拟摄像机的投资，这些改造将产生庞大的视频编码器部署需求;二是目前网络摄像机的选择面还远远没有模拟摄像机大，难以满足不同用户差异化的应用需求，所以很多应用场合必须基于模拟摄像机加视频编码器的模式实现前端的数字化网络化。

　　视频解码器则用于在PC客户端的控制下接收平台转发过来的网络视频监控码流，解码输出模拟信号到电视墙、音响等外围设备，通常部署在用户的监控中心。视频解码器与PC客户端的不同在于，视频解码器一般基于硬件解码，通过专门的显示设备显示监控图像，而PC客户端直接通过PC显示屏显示监控图像。由于PC客户端还有更多控制管理功能，且接入灵活、操作方面，所以基于PC客户端进行监控浏览的应用越来越普遍。但由于视频解码器基于硬件，性能稳定、图像质量好，因此对于很多需要集中解码上墙的应用还是有着很普遍的意义。

      网络视频服务器关键技术

　　ARM+DSP双核构架

　　目前市场上的主流处理芯片，包括TI的达芬奇系列和海思的3510系列都采用了ARM+DSP的双核架构。在这个架构中，ARM是芯片的主控处理器，负责控制芯片各个模块的工作以及运行操作系统、网络协议、应用软件等;DSP系统主要负责视音频编解码业务处理，通过处理器配合视频编解码模块共同完成音视频的编解码。

      H.264视频压缩算法

　　H.264是由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)联合组建的联合视频组(JVT：joint video team)提出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。H.264使图像压缩技术上升到了一个更高的阶段，能够在较低带宽上提供高质量的图像传输，该优点非常适合国内运营商用户量大、接入网/骨干网带宽相对有限的状况。在同等的画质下，H.264比上一代编码标准MPEG-2平均节约64%的传输码流，而比MPEG-4 ASP要平均节约39%的传输码流。国内普遍采用的MPEG-4编码技术在3Mbps的带宽下尚达不到标清的图像质量，而H.264编码技术可以在2M带宽下提供要求的图像效果。因而运营商希望引入更先进的H.264编码技术，在有限的带宽资源下进一步提高图像质量。

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      随着科技的不断发展，越来越多的网络视频服务器已经支持了H.264压缩算法，H.264正在逐步取代MPEG-4，成为安防行业的主流算法。

　　G.726音频压缩算法

　　G.726是ITU-T定义的音频编码算法。它是1990年CCITT(ITU前身)在G.721和G.723标准的基础上提出的。它具有4：1的较高压缩比。

      视频服务器常用见问题

　　目前大多数的视频监控系统存在着一个很大的弊病：海量的视频数据占用了昂贵的存储资源，往往这些视频数据的利用率不高。常规的做法是安排专人定时调看录像排查问题，费时费力收效不高，很难做到真正的“技防”。MABTEX等一些企业率先推出了支持智能视频分析技术的前端网络设备，通过计算机视觉技术与人工智能技术，可以实现“虚拟围墙”、进入区域事件检测、遗留物体检测、出现事件检测等一些非常有用的安防功能，可以在海量的视频数据中自动识别出符合预设特征的数据传回给管理终端，使得整个视频监控系统“大大瘦身”，降低了对网络带宽和终端存储设备的要求，提高了系统整体的性能，并且降低了系统造价。

　　同时，网络设备的应用越来越受到网络连接速率(带宽)的限制，当视频服务器能够传输HD以上画质的图像时，对上行带宽的要求达到了1M左右，如果要传送更加清晰的图像，普通的ADSL传输已经不能够满足需求。D-LINK等一些厂商适时推出的带存储功能的视频服务器很好地解决了这一难题，通过前端存储，既可以7×24小时地保存所需要的高清视频数据，又不必担心受到网络拥堵的影响，通过对USB、SD卡、IDE/SATA硬盘的支持，极大地提高了视频服务器的竞争力。通过终端软件的功能，新型的视频服务器还可以自动选择网络空闲的时候上传前端存储的录像资料，这一人性化的功能设定，在不增加任何硬件设备的情况下，大大提高了现有的IP视频监控系统的性能，使得IP视频监控系统相对于传统模拟监控系统的优势更加明显。

　　在安防行业发展一片大好前景之下，行业人士也应该清醒地认识到阻碍视频服务器厂商进一步发展的一些制约因素，其主要有以下几点。

　　1、目前市场上的视频服务器兼容性差，各生产厂家为了保护自己的利益，在技术上采取限制手段，不同品牌的设备很难在一个系统中同时使用，这样的做法从长期来看，是限制了自己品牌产品的竞争力。

　　2、各厂商开发的终端软件，功能不同、使用方法各异，缺乏针对客户的专业培训，往往使得用户摸不着头脑，同时软件接口的不规范使得各品牌设备兼容性几乎为零，甚至有些厂商连SDK包都不提供，不支持二次开发。这样在软件上制造的壁垒，使在实际项目中耗费了大量的人力物力，损害了客户利益。

　　3、由于目前市场上大量的贴牌产品以及非法仿造产品，令客户防不胜防。硬件设备可以仿造，软件更可以拷贝。而原厂家为防止非法软拷贝，往往在软件上设置陷阱，用户选择视频服务器的同时也等于选择了买回去无法使用的产品，承担了巨大的风险。

　　4、视频服务器产品相对于其他视频监控产品，集成度高、组成复杂、硬件成本较高，出现故障时往往只能返厂修理，售后服务成本高，而且往往响应速度不能让客户满意。各厂商务必要在努力提高视频服务器新技术的同时，提高对原有产品的技术支持和相关升级服务，以让终端用户满意为最高原则，这样才是一个产品、一个企业生存发展的根本之道。