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邊防線電子監(jiān)控系統(tǒng)(數(shù)字化視頻部分)設(shè)計(jì)方案
目錄一、概述 3二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 3三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 51、總體設(shè)計(jì)思想 52、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 63、系統(tǒng)原理圖 8四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能: 8五、數(shù)字化視頻遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)介紹 91、系統(tǒng)介紹 92、系統(tǒng)特點(diǎn) 103、系統(tǒng)組成 12六、數(shù)字化視頻遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)核心技術(shù)介紹 161、壓縮技術(shù) 162、IP視頻組播技術(shù) 173、流媒體技術(shù) 19公安武警海岸邊防線電子監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案(數(shù)字化視頻部分)一、概述我國(guó)國(guó)土幅員遼闊,擁有著漫長(zhǎng)的海岸邊防線,現(xiàn)在主要由公安武警邊防部隊(duì)負(fù)責(zé)我國(guó)這些海岸邊防線的安全保衛(wèi)工作,這些海岸邊防線作為我國(guó)國(guó)土的最后一道防線,它直接關(guān)系到我國(guó)的國(guó)家安全。近年來(lái),隨著我國(guó)國(guó)家綜合實(shí)力的迅速增強(qiáng)以及改革開(kāi)放力度的進(jìn)一步加大,我國(guó)海岸邊防線的安全形勢(shì)更為嚴(yán)竣,國(guó)外的反華勢(shì)力以及不法份子妄圖通過(guò)突破我國(guó)的海岸邊防線,滲透進(jìn)入國(guó)內(nèi)危害我國(guó)的國(guó)家安全的事件時(shí)有發(fā)生;另外,邊境沿海地區(qū)的偷渡、走私、販槍、販毒以及海上搶劫等犯罪活動(dòng)長(zhǎng)期影響邊境治安,也不同程度影響內(nèi)地治安環(huán)境。公安武警邊防工作作為公安工作的一個(gè)重要方面,擔(dān)負(fù)著履行中央事權(quán)和邊境治安管理的重任。為了保持對(duì)各種邊防犯罪活動(dòng)的高壓態(tài)勢(shì),不斷加大打擊力度,堅(jiān)決遏制海防線上偷渡、走私和販槍販毒增多的勢(shì)頭,保障國(guó)家海岸邊防線的安全,公安武警邊防部隊(duì)決定建設(shè)公安武警海岸邊防線電子監(jiān)控系統(tǒng),公安武警邊防部隊(duì),以高科技的手段進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)我國(guó)海岸邊防線的安全監(jiān)控管理,最大程度上保障國(guó)家海岸邊防線的安全。我公司根據(jù)公安武警邊防部隊(duì)提出的系統(tǒng)建設(shè)要求,從實(shí)際情況出發(fā),本著配置合理、技術(shù)先進(jìn)、性?xún)r(jià)比高、可擴(kuò)展性強(qiáng)等設(shè)計(jì)思想,提出了《公安武警海岸邊防線電子監(jiān)控系統(tǒng)(數(shù)字化視頻部分)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案》。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案遵循技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則,綜合考慮施工、維護(hù)及操作等諸多因素,并將為今后的發(fā)展、擴(kuò)建、改造等因素留有擴(kuò)充的余地。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容是系統(tǒng)的、完整的、全面的;設(shè)計(jì)方案具有科學(xué)性、合理性、可操作性。其具有以下原則:1、先進(jìn)性與適用性系統(tǒng)的技術(shù)性能和質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平;同時(shí),系統(tǒng)的安裝調(diào)試、軟件編程和操作使用又應(yīng)簡(jiǎn)便易行,容易掌握,適合中國(guó)國(guó)情和本項(xiàng)目的特點(diǎn)。該系統(tǒng)集國(guó)際上眾多先進(jìn)技術(shù)于一身,體現(xiàn)了當(dāng)前計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最新發(fā)展水平,適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求。同時(shí)系統(tǒng)是面向各種管理層次使用的系統(tǒng),其功能的配置以能給用戶(hù)提供舒適、安全、方便、快捷為準(zhǔn)則,其操作應(yīng)簡(jiǎn)便易學(xué)。2、經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性充分考慮用戶(hù)實(shí)際需要和信息技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),根據(jù)用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,設(shè)計(jì)選用功能實(shí)用、適合現(xiàn)場(chǎng)情況、符合用戶(hù)要求的系統(tǒng)配置方案,通過(guò)嚴(yán)密、有機(jī)的組合,實(shí)現(xiàn)最佳的性能價(jià)格比,以便節(jié)約工程投資,同時(shí)保證系統(tǒng)功能實(shí)施的需求,經(jīng)濟(jì)實(shí)用。3、可靠性與安全性系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)具有較高的可靠性,在系統(tǒng)故障或事故造成中斷后,能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和一致性,并具備迅速恢復(fù)的功能,同時(shí)系統(tǒng)具有一整套成熟的系統(tǒng)管理策略,可以保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全。4、開(kāi)放性以現(xiàn)有成熟的產(chǎn)品為對(duì)象設(shè)計(jì),同時(shí)還考慮到周邊信息通信環(huán)境的現(xiàn)狀和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),具有標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通訊接口,可以很好的融入到IP網(wǎng)絡(luò)中。5、可擴(kuò)充性系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮到今后技術(shù)的發(fā)展和使用的需要,具有更新、擴(kuò)充和升級(jí)的可能。并根據(jù)今后該項(xiàng)目工程的實(shí)際要求擴(kuò)展系統(tǒng)功能,同時(shí),本方案在設(shè)計(jì)中留有冗余,以滿(mǎn)足今后的發(fā)展要求。6、追求最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)備配置在滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)功能、質(zhì)量、性能、價(jià)格和服務(wù)等各方面要求的前提下,追求最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)備配置,以盡量降低系統(tǒng)造價(jià)。7、保留足夠的擴(kuò)展容量該項(xiàng)目設(shè)備的控制容量上保留一定的余地,以便在系統(tǒng)中改造新的控制點(diǎn);系統(tǒng)中還保留與其他計(jì)算機(jī)或自動(dòng)化系統(tǒng)連接的接口;也盡量考慮未來(lái)科學(xué)的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用。8、提高監(jiān)管力度與綜合管理水平本項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)備控制需要高效率、準(zhǔn)確及可靠。本系統(tǒng)通過(guò)中央控制系統(tǒng)對(duì)各子系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行綜合監(jiān)控,減少設(shè)備運(yùn)行維護(hù)人員;另外,系統(tǒng)的綜合統(tǒng)籌管理可使設(shè)備按最優(yōu)組合運(yùn)行,在最佳情況下運(yùn)行,既可節(jié)能,又可大大減少設(shè)備損耗,減少設(shè)備維修費(fèi)用,從而提高監(jiān)管力度與綜合管理水平。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案1、總體設(shè)計(jì)思想我國(guó)的海岸邊防線綿延數(shù)千公里,所跨區(qū)域廣并且各個(gè)地區(qū)的地形地貌的變形較大。因此,公安武警海岸邊防線電子監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)采取分段建設(shè)、分段管理的總體原則,將我國(guó)的海岸邊防線劃分為若干個(gè)區(qū),每一個(gè)區(qū)域分別建立一套電子監(jiān)控系統(tǒng),每個(gè)區(qū)域的電子監(jiān)控系統(tǒng)分別對(duì)本區(qū)域內(nèi)所管轄的海岸邊防線進(jìn)行全方位的電子監(jiān)控,在本區(qū)域電子監(jiān)控系統(tǒng)的中心控制室可以24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控本轄區(qū)內(nèi)的海岸邊防線的實(shí)地視頻圖像,對(duì)于非法闖入海岸邊防線的人員可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的視頻鎖定跟蹤,并可通過(guò)視頻圖像的PTZ控制功能對(duì)于海岸邊防線的實(shí)地情況實(shí)現(xiàn)全方位、多角度、局部細(xì)節(jié)化的監(jiān)控管理,并可以通過(guò)中心控制室的錄像服務(wù)器實(shí)現(xiàn)前端海岸邊防線視頻圖像的數(shù)字化存儲(chǔ)工作,用戶(hù)可以隨時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)用歷史錄像資料。公安武警海岸邊防線電子監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)在每個(gè)海岸邊防線轄區(qū)前沿的海岸邊防線上安裝2臺(tái)超清晰、大焦距、高精度的攝像機(jī)用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)海岸邊防線的實(shí)地情況進(jìn)行視頻監(jiān)視,另外,通過(guò)一套安裝在海岸邊防線前沿的警戒雷達(dá)系統(tǒng)與攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),當(dāng)警戒雷達(dá)系統(tǒng)掃描到有非法侵入海岸邊防線的人員時(shí),警戒雷達(dá)系統(tǒng)將目標(biāo)人員的坐標(biāo)信息發(fā)送到攝像機(jī)的控制系統(tǒng),由攝像機(jī)的控制系統(tǒng)根據(jù)警戒雷達(dá)反饋過(guò)來(lái)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)人員的自動(dòng)視頻鎖定跟蹤,非法入侵人員的一舉一動(dòng)都將在攝像機(jī)的全程監(jiān)控之下。由于每個(gè)海岸邊防線轄區(qū)電子監(jiān)控系統(tǒng)的中心控制室與前沿的海岸邊防線的攝像機(jī)物理距離相隔太遠(yuǎn),且地理環(huán)境較為惡劣,同時(shí)也基于系統(tǒng)安全性的考慮,因此前端攝像機(jī)到中心控制室不能通過(guò)鋪設(shè)同軸電纜的方式來(lái)進(jìn)行視頻圖像的傳輸。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用無(wú)線的方式來(lái)進(jìn)行視頻的傳輸,無(wú)線視頻傳輸系統(tǒng)由兩個(gè)方面組成,一是無(wú)線的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接設(shè)備,設(shè)計(jì)采用無(wú)線網(wǎng)橋作為網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接設(shè)備,通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋可以建立聯(lián)接前沿的海岸邊至中心控制室的無(wú)線網(wǎng)絡(luò);另外一部分是視頻數(shù)字化設(shè)備網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸控制主機(jī),網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸控制主機(jī)完成前端模擬視頻的數(shù)字化及壓縮工作,并通過(guò)無(wú)線IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)字化視頻的傳輸工作。嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)字化設(shè)備可在高壓縮、低帶寬的情況下傳輸較好質(zhì)量的視頻圖像,對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的適應(yīng)能力也非常強(qiáng),非常適用本系統(tǒng)這種采用無(wú)線網(wǎng)橋建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接時(shí)受外部環(huán)境的影響,網(wǎng)絡(luò)帶寬不穩(wěn)定的情況。在中心控制室部分,采用數(shù)字視頻模擬化設(shè)備網(wǎng)絡(luò)視頻接收主機(jī),將海岸邊防線前沿通過(guò)網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸控制主機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)字化視頻還原成模擬的視頻信號(hào),通過(guò)監(jiān)視器輸出進(jìn)行監(jiān)看。中心控制室的值勤人員也可直接使用PC機(jī)調(diào)看海岸邊防線前沿的實(shí)時(shí)視頻圖像,并進(jìn)行PTZ控制。另外,在中心控制室的錄像服務(wù)器可以將海岸邊防線前沿的實(shí)時(shí)視頻圖像直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字化存儲(chǔ)。2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案公安武警海岸邊防線電子監(jiān)控系統(tǒng)(數(shù)字化視頻部分)主要是由以下3個(gè)方面組成(1)、前端視頻采集及數(shù)字化部分:在每個(gè)海岸邊防線轄區(qū)前沿的海岸、邊防線上安裝2臺(tái)可與警戒雷達(dá)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)的攝像機(jī)用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)海岸邊防線的實(shí)地情況進(jìn)行視頻監(jiān)視。另外,通過(guò)安裝在前端的2臺(tái)網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸控制主機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬視頻的數(shù)字化工作,將2臺(tái)攝像機(jī)的視頻及控制信號(hào)與進(jìn)行連接,可以將攝像機(jī)采集到的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),進(jìn)行壓縮處理后在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳輸,同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)前端攝像機(jī)的控制功能。網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸主機(jī)硬件采用工業(yè)級(jí)嵌入式設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),穩(wěn)定性和可靠性較高,非常適用于海岸邊防線前沿這種惡劣的使用環(huán)境,極大程度上保證了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另外,網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸主機(jī)完全建立在開(kāi)放的采用TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議基礎(chǔ)上,并且融合了視頻領(lǐng)域先進(jìn)的組播技術(shù)(Multicast),因此,不僅可以滿(mǎn)足多個(gè)終端用戶(hù)監(jiān)控的需求,還大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源的占用,同時(shí)設(shè)備管理和維護(hù)非常簡(jiǎn)便。(2)、網(wǎng)絡(luò)傳輸部分由于海岸邊防線前沿到中心控制室有線通信線路的建設(shè)受地理環(huán)境及安全因素的影響而無(wú)法實(shí)現(xiàn),因此從海岸邊防線前沿到中心控制室采取無(wú)線的通信方式,通過(guò)使用無(wú)線網(wǎng)橋設(shè)備在海岸邊防線前沿和中心控制室之間建立無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的最大理論帶寬可達(dá)54M,但是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)普遍存在網(wǎng)絡(luò)帶寬及穩(wěn)定性易受外界環(huán)境的影響的缺點(diǎn),不過(guò)由于本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的數(shù)字化視頻傳輸設(shè)備網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸控制主機(jī)具有可在較低的帶寬下提供高質(zhì)量的圖像傳輸、對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)等特點(diǎn),因此可在較大程度上減少由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定對(duì)于數(shù)字化視頻傳輸?shù)挠绊懀梢詾橹行目刂剖姨峁┫鄬?duì)穩(wěn)定的視頻圖像傳輸。(3)、中心控制室部分中心控制室主要進(jìn)行海岸邊防線前沿實(shí)時(shí)視頻圖像的監(jiān)控工作,并且在中心控制室進(jìn)行視頻圖像的錄像工作。在中心控制室,使用2臺(tái)網(wǎng)絡(luò)視頻接收主機(jī)將通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)來(lái)的海岸邊防線前沿的實(shí)時(shí)數(shù)字化視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬視頻信號(hào),并顯示到中心控制室的監(jiān)視器上,中心控制室的值勤人員不僅可以在監(jiān)視器看到海岸邊防線前沿的實(shí)時(shí)視頻圖像,也可以直接使用PC機(jī)查看海岸邊防線前沿的實(shí)時(shí)視頻圖像,并可以對(duì)前端的攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)PTZ控制功能。這樣,中心控制室的值勤人員在控制室內(nèi)即可做到對(duì)海岸邊防線前沿的實(shí)地情況了如指掌。另外,在中心控制室建立一臺(tái)錄像服務(wù)器,可以將海岸邊防線前沿通過(guò)嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)字化設(shè)備傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)字化視頻數(shù)據(jù)直接存諸到中心控制室的錄像服務(wù)器上,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化存儲(chǔ),擁有授權(quán)的用戶(hù)要調(diào)看歷史錄像資料,可以直接訪問(wèn)錄像服務(wù)器查看歷史錄像資料,在回放錄像時(shí),可以多種方式檢索、查看歷史的錄像資料,操作十分方便。3、系統(tǒng)原理圖四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能:1、中心控制室值勤人員可以通過(guò)監(jiān)視器或PC機(jī)實(shí)時(shí)查看來(lái)自海岸邊防線前沿的實(shí)時(shí)視頻圖像,并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)前端攝像機(jī)的PTZ控制功能。2、中心控制室值勤人員可以通過(guò)PC機(jī)調(diào)看歷史錄像資料,可用多種方式檢索錄像文件,在回放錄像文件時(shí),可以多種顯示方式及多種回放速度進(jìn)行錄像的回放。3、系統(tǒng)用于視頻模擬/數(shù)字化、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換及傳輸?shù)暮诵脑O(shè)備網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸控制主機(jī)及網(wǎng)絡(luò)視頻接收主機(jī)均為嵌入式硬件設(shè)備,穩(wěn)定性和安全性非常高,極大程度上保證了整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。4、中心控制室的錄像服務(wù)器將前端通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸回來(lái)的數(shù)字化視頻信號(hào)進(jìn)行直接進(jìn)行數(shù)字化錄像存儲(chǔ),避免了原始視頻圖像經(jīng)過(guò)多次模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換后造成的極大的圖像損耗,保證了錄像文件的高質(zhì)量視頻回放效果。5、系統(tǒng)前端的網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸控制主機(jī)適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的能力強(qiáng),它在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬不穩(wěn)定的情況下,仍可以較大程度的保證傳輸?shù)街行目刂剖业膶?shí)時(shí)視頻圖像不受影響,為中心控制室的值勤人員提供高質(zhì)量的視頻監(jiān)控畫(huà)面。6、系統(tǒng)功能具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性,后期無(wú)需進(jìn)行重新投資,直接利用現(xiàn)有設(shè)備實(shí)現(xiàn)整個(gè)公安武警海岸邊防線電子監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)管理功能。五、GNOMO數(shù)字化視頻遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)介紹1、系統(tǒng)介紹數(shù)字化視頻遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)主要由系列IP網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸主機(jī)和視頻管理平臺(tái)系統(tǒng)組成。系列IP網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸主機(jī)采用當(dāng)今國(guó)際上最先進(jìn)的MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)壓縮技術(shù),可以在相對(duì)較低帶寬下(100K-400K),傳輸高清晰度(CIF—HALFD1)、全實(shí)時(shí)25幀/秒(NTSC制式為30幀/秒)的數(shù)字化視頻圖像。系列IP產(chǎn)品遵守TCP/IP協(xié)議,可以基于LAN/WAN/Internet構(gòu)建大規(guī)模的分布式數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻管理系統(tǒng)。數(shù)字化視頻遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)是綜合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視頻和音頻的壓縮及解壓處理技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及通訊技術(shù)相結(jié)合的系統(tǒng),它是以數(shù)字化視頻壓縮及傳輸技術(shù)為核心,結(jié)合IP視頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一種數(shù)字化視頻管理系統(tǒng),是近年來(lái)IP網(wǎng)絡(luò)視頻應(yīng)用發(fā)展的一個(gè)新的方向。一般情況下,大型的視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)需要建立多個(gè)分控管理中心,數(shù)字化視頻遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)完善的權(quán)限管理機(jī)制和設(shè)備分組功能很好的滿(mǎn)足了這種需求,可以在任何地方建立分控管理中心,并可為各分控中心及用戶(hù)靈活分配權(quán)限及控制攝像機(jī)的能力,使視頻管理系統(tǒng)完全與日常管理工作相結(jié)合。其領(lǐng)先的分布式存儲(chǔ)技術(shù)(DistributedStorage),可以將錄像文件存儲(chǔ)在多臺(tái)服務(wù)器上,硬盤(pán)空間幾乎可以無(wú)限擴(kuò)展,不僅可以為系統(tǒng)進(jìn)行提供長(zhǎng)時(shí)間錄像功能,還可以非常方便地進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)容。先進(jìn)的服務(wù)器多播(ArchiverMulticast)技術(shù),不僅使得數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻管理系統(tǒng)可以適應(yīng)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,而且可以將視頻圖像從服務(wù)器或設(shè)備直接以組播數(shù)據(jù)流的形式發(fā)送給多個(gè)用戶(hù),大大降低了對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的占用。數(shù)字化視頻遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)還提供軟件和硬件同時(shí)解碼的能力,可以適應(yīng)各種類(lèi)型的圖像監(jiān)視設(shè)備(如計(jì)算機(jī)、背投、監(jiān)視器、電視墻等),并可很好的與傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)融合。監(jiān)視界面不僅支持多種分割顯示方式,而且可以根據(jù)需要建立多個(gè)分割顯示畫(huà)面,各分割顯示畫(huà)面之間可以手動(dòng)或自動(dòng)順序切換,這樣即使監(jiān)視點(diǎn)數(shù)很多,也可通過(guò)一個(gè)工作站來(lái)快速查看所有的攝像機(jī)圖像。數(shù)字化視頻遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)能將監(jiān)控信息從監(jiān)控中心釋放出來(lái),通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使其能夠到達(dá)桌面的計(jì)算機(jī)上,從而與信息管理系統(tǒng)融合在一起,更好的為管理服務(wù),提高管理水平和效率,它的強(qiáng)大功能可以滿(mǎn)足大多數(shù)用戶(hù)的需求。與傳統(tǒng)CCTV系統(tǒng)不同的是,數(shù)字化視頻遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)無(wú)須鋪設(shè)從攝像機(jī)到監(jiān)控中心的視頻線纜或控制線纜,視頻圖像和音頻采集均在前端攝像機(jī)所在位置完成,然后經(jīng)由IP網(wǎng)絡(luò)將其安全地傳送到本地或遠(yuǎn)端的監(jiān)控中心。數(shù)字化視頻遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)是唯一提供了能夠利用企業(yè)現(xiàn)有IT平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化視頻聯(lián)網(wǎng)的整體解決方案,并使得CCTV系統(tǒng)可以和IP設(shè)備的維護(hù)和管理共同進(jìn)行,從而大大減少了監(jiān)視系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行成本。CCTV系統(tǒng)與數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)的集成之后,還可以利用數(shù)字化視頻遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)不斷推出的新功能進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)更新或升級(jí)。傳統(tǒng)的CCTV系統(tǒng)可能在短短幾年內(nèi)就會(huì)變得落后,但數(shù)字化視頻遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)則通過(guò)支持整個(gè)系統(tǒng)范圍的軟件升級(jí)提供了一個(gè)長(zhǎng)期的解決方案。2、系統(tǒng)特點(diǎn)數(shù)字化視頻遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)完全基于IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì),整個(gè)系統(tǒng)的管理、軟件功能、界面友好性等方面相對(duì)于其它產(chǎn)品都更顯出色,其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)如下:先進(jìn)的多播(Multicast)技術(shù):多播技術(shù)可以在占用一條視頻流帶寬的情況下,為多個(gè)用戶(hù)提供實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù),非常適合于多個(gè)用戶(hù)同時(shí)監(jiān)視或建立多個(gè)分控中心的系統(tǒng)。此外,通過(guò)多播(Multicast)、單播(SingleCast)及服務(wù)器多播(ArchiverMulticast)的組合應(yīng)用,可以適合各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu):系統(tǒng)軟件與硬件全部采用模塊化結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),硬件的模塊化可以使得任何一個(gè)設(shè)備發(fā)生故障都不會(huì)影響到系統(tǒng)運(yùn)行,軟件的模塊化則可以根據(jù)不同用戶(hù)權(quán)限配置不同的功能模塊。各功能模塊又集成在一個(gè)界面上,可以方便地從一個(gè)功能模塊切換到另一個(gè)功能模塊。高可靠性與穩(wěn)定性:前端設(shè)備采用嵌入式結(jié)構(gòu),其內(nèi)嵌的固件(Firmware)可以獨(dú)立運(yùn)行。設(shè)備內(nèi)部均配置有散熱塊和散熱膠,可以在較高溫度下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。高品質(zhì)圖像:采用高速的CPU,可以提供CIF(352*288)-4CIF(704*576)的高清晰度的視頻圖像。其先進(jìn)的MPEG-4硬件壓縮技術(shù)使得其在提供高品質(zhì)視頻圖像的同時(shí),仍然保持相對(duì)較低的帶寬及存儲(chǔ)空間占用。網(wǎng)絡(luò)兼容性強(qiáng):系統(tǒng)前端主機(jī)提供10/100Base-T端口,可以直接接入以太網(wǎng)。視頻傳輸是基于TCP/IP、UDP/IP協(xié)議,可以跨越網(wǎng)關(guān)及路由,適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)。此外,其多種視頻流傳輸技術(shù)(單播、多播及存儲(chǔ)服務(wù)器多播)的組合可以確保適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,從而對(duì)任何有IP網(wǎng)絡(luò)連通的任何地方都可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控??烧{(diào)節(jié)傳輸帶寬:各路視頻流占用的帶寬可根據(jù)需要限定,通過(guò)調(diào)整傳輸速率、幀率及畫(huà)面質(zhì)量等參數(shù),來(lái)達(dá)到最佳的圖像效果。其中通過(guò)調(diào)整傳輸速率可以嚴(yán)格控制視頻流帶寬占用不超過(guò)某一上限。該功能可以避免因視頻數(shù)據(jù)流量過(guò)大而影響其它網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸。系統(tǒng)中的某一路視頻在沒(méi)有被查看或存儲(chǔ)時(shí),并不占用網(wǎng)絡(luò)帶寬。遠(yuǎn)程管理:設(shè)備支持遠(yuǎn)程登錄,可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程配置,另外,也可通過(guò)nDVS系統(tǒng)管理平臺(tái)對(duì)遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行配置,設(shè)備運(yùn)行信息亦可以日志文件的形式存儲(chǔ)在中心數(shù)據(jù)庫(kù)中,便于遠(yuǎn)程診斷設(shè)備故障。維護(hù)升級(jí):所有設(shè)備均可以通過(guò)專(zhuān)門(mén)配置軟件進(jìn)行參數(shù)的配置管理,并可方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的系統(tǒng)升級(jí)。軟、硬件同時(shí)解碼顯示:產(chǎn)品支持軟、硬件同時(shí)對(duì)視頻流進(jìn)行解碼顯示,可以很好地兼容數(shù)字(顯示器、背投、大屏幕)設(shè)備與模擬監(jiān)視設(shè)備(監(jiān)視器),從而非常方便地建立集中監(jiān)控中心與多個(gè)分散的分控中心。實(shí)現(xiàn)了軟硬結(jié)合,實(shí)時(shí)性、可靠性與靈活性、實(shí)用性并存。界面友好:圖形化中文界面,實(shí)時(shí)監(jiān)控、系統(tǒng)配置、錄像回放、錄像查詢(xún)等多個(gè)功能模塊之間可以迅速的相互切換。系統(tǒng)資源(包括設(shè)備及登錄用戶(hù))均以資源列表的形式來(lái)進(jìn)行管理,風(fēng)格與操作系統(tǒng)的風(fēng)格相同。高度集成:產(chǎn)品提供RS-232/422/485串口及I/O端口,串口可以接云臺(tái)解碼器及控制鍵盤(pán)等外部設(shè)備,I/O口用于連接報(bào)警設(shè)備等。音視頻同步:產(chǎn)品可以集成全雙工語(yǔ)音通信功能,實(shí)現(xiàn)音視頻同步監(jiān)控及雙向通話(huà)功能。支持IE瀏覽:視頻管理服務(wù)器與服務(wù)器管理軟件組合應(yīng)用,用戶(hù)可以直接通過(guò)IE瀏覽器登錄網(wǎng)絡(luò)視頻管理系統(tǒng),通過(guò)直接點(diǎn)擊某個(gè)設(shè)備以查看視頻圖像或控制攝像機(jī)云臺(tái),也可在網(wǎng)絡(luò)視頻管理系統(tǒng)中方便的進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的配置。強(qiáng)大的電子地圖功能:網(wǎng)絡(luò)視頻管理系統(tǒng)支持電子地圖,可以將各攝像機(jī)位置映射在電子地圖上,當(dāng)點(diǎn)擊電子地圖上的攝像機(jī)圖標(biāo)時(shí),該攝像機(jī)圖像自動(dòng)彈出。3、系統(tǒng)組成數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻管理系統(tǒng)是通過(guò)軟、硬件結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的所有功能的。它的主要由以下兩個(gè)部分組成:(1)、網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸主機(jī)網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸主機(jī)是加拿大ATCInformationTechnologiesInc最新研制的新一代嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸設(shè)備。全部采用MPEG-4硬件壓縮技術(shù),可以在相對(duì)較低帶寬下通過(guò)Lan/Wan/Internet、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、或xDSL線路,傳輸高清晰度高質(zhì)量(CIF~4CIF)的視頻圖像,通常情況下30K-400K即可實(shí)現(xiàn)25幀/秒(NTSC制式為30幀/秒)的全實(shí)時(shí)圖像傳輸。網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸主機(jī)還融合了先進(jìn)的組播技術(shù)(Multicast),不僅可以滿(mǎn)足多用戶(hù)監(jiān)控的需求,還大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源的占用,并可以非常方便地進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)容。網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸主機(jī)完全建立在開(kāi)放的采用TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議基礎(chǔ)上,系統(tǒng)管理軟件采用B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),支持IE瀏覽,可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使用專(zhuān)用配置工具進(jìn)行配置、啟動(dòng)或硬件升級(jí),設(shè)備管理和維護(hù)非常方便。網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸主機(jī)分為視頻輸入終端和視頻輸出終端。視頻輸入終端設(shè)備具有視頻輸入、音頻輸入和數(shù)據(jù)接口,它將輸入的視頻、音頻和數(shù)據(jù)進(jìn)行混合壓縮,打包成符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的IP包,通過(guò)RJ-45接口連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)進(jìn)行圖像傳輸;視頻輸出終端具有視頻輸出、音頻輸出和數(shù)據(jù)輸出接口,它將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行還原處理。視頻輸入終端可以配接各種工業(yè)監(jiān)控?cái)z像機(jī)和普通模擬攝像機(jī),也可以配接監(jiān)控系統(tǒng)矩陣控制切換主機(jī)或高速智能球。產(chǎn)品還提供軟件和硬件同時(shí)解碼顯示的能力,系統(tǒng)可以適應(yīng)各種類(lèi)型的圖像監(jiān)視設(shè)備(如計(jì)算機(jī)、背投、監(jiān)視器、電視墻等),并可很好的與傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)融合,用網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸主機(jī)與監(jiān)控設(shè)備連接構(gòu)成局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是一件非常簡(jiǎn)單和容易的事情!系列產(chǎn)品采用嵌入式結(jié)構(gòu),內(nèi)置高速CPU處理芯片,可獨(dú)立運(yùn)行。通過(guò)10/100Base-T以太網(wǎng)絡(luò)接口直接聯(lián)入網(wǎng)絡(luò),并提供RS4-85/422自適應(yīng)口、RS-232及多個(gè)I/O端口,用于集成其它外圍設(shè)備,如云臺(tái)解碼器、報(bào)警、燈光控制、門(mén)禁控制等設(shè)備??芍С秩p工/半雙工的語(yǔ)音通信,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)講或雙方通話(huà)功能技術(shù)指標(biāo)如下:網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸主機(jī)的主要功能:工業(yè)級(jí)的嵌入式數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻專(zhuān)用傳輸設(shè)備,提高了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性?;贚an/Wan/Internet的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻嵌入式傳輸設(shè)備。采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的MPEG-4圖像壓縮編碼技術(shù),可以在較低的帶寬下提供相對(duì)高質(zhì)量的數(shù)字化視頻傳輸,能充分滿(mǎn)足低帶寬條件下對(duì)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視及控制的要求。。實(shí)現(xiàn)了低帶寬情況下每秒達(dá)到25幀(PAL)的高質(zhì)量傳輸速率。圖像的分辨率從CIF~CIF4可調(diào)??梢耘c任意監(jiān)控設(shè)備連接,支持硬壓硬解,可以直接輸出到屏幕墻??蛇B接多種控制設(shè)備(例:門(mén)禁控制、視頻切換矩陣等),兼容性較強(qiáng)。可以同時(shí)傳輸1-16路彩色視頻圖像及雙向音頻信號(hào)。具有防火墻穿透能力,可以保證實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)順利通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上的各級(jí)防火墻。雙向傳輸2路異步串行數(shù)據(jù),同時(shí)還可以傳送現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警信號(hào)及控制指令。系統(tǒng)管理軟件采用B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),用戶(hù)可以通過(guò)IE瀏覽器操作使用。系統(tǒng)設(shè)備支持視頻組播技術(shù),支持多用戶(hù)同時(shí)使用,大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源的占用。標(biāo)準(zhǔn)的1U(19英寸)機(jī)箱設(shè)備,便于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安裝使用。網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸主機(jī)的性能參數(shù):視頻:壓縮方式:MPEG-4傳輸幀率:PAL制1-25fps;NTSC制1-30fps(可設(shè)置)視頻輸入(GN-V100-T):1路輸入,1Vpp—75ohms視頻輸出(GN-V100-R):1路輸出,1Vpp—75ohms視頻制式:PAL或NTSC接口:BNC音頻:雙向:輸入:-46—-3dBV,1K歐姆
輸出:-46—-3dBV,最小16歐姆接口:?jiǎn)温暤垒斎牒洼敵鯮CA(蓮花)插座接口網(wǎng)絡(luò):物理接口:以太網(wǎng)10/100Base-T接口類(lèi)型:RJ-45接口傳輸控制協(xié)議:RTP,UDP/IP,TCP/IP,IGMP(Multicast)其它:DNS和DHCPclient安全:基于SSL鑒定和IP地址過(guò)濾電源電壓及功耗:電源電壓:220V50Hz,功耗:最大6W物理參數(shù):尺寸:長(zhǎng)43*寬25.5*高4.5cm環(huán)境:0°C—50°C濕度:50°C時(shí)95%不冷凝(2)、視頻管理平臺(tái)視頻管理平臺(tái)是專(zhuān)業(yè)的網(wǎng)絡(luò)視頻管理系統(tǒng),基于目前最流行的Browser/Server構(gòu)架,完全基于IP網(wǎng)絡(luò)(Unicast/Multicast)進(jìn)行設(shè)計(jì),通過(guò)進(jìn)行IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻/音頻的傳輸和管理,與GN-V100系列網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸主機(jī)相結(jié)合,使視頻監(jiān)控與企業(yè)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)真正的結(jié)合,所以整個(gè)系統(tǒng)的管理、軟件功能、界面友好性等方面相對(duì)于其它產(chǎn)品都更顯出色。視頻管理平臺(tái)的主要功能提供單畫(huà)面、4畫(huà)面、9畫(huà)面及全屏視頻實(shí)時(shí)顯示功能,雙向語(yǔ)音傳輸。提供多種接口可控制云臺(tái)解碼器(球機(jī))、DI(報(bào)警)輸出和DO(控制)輸出、PTZ輔助開(kāi)關(guān)等。系統(tǒng)可連接多種控制設(shè)備(例:門(mén)禁主機(jī)、視頻切換矩陣等),兼容性較強(qiáng)。系統(tǒng)提供強(qiáng)大的設(shè)備管理功能,可對(duì)方便的所有設(shè)備實(shí)現(xiàn)配置管理??蓪?duì)前端攝像機(jī)進(jìn)行分組管理,便于監(jiān)控管理??珊?jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)計(jì)劃、手動(dòng)和報(bào)警錄像功能。提供多種錄像查詢(xún)和報(bào)警查詢(xún)方式,方便錄像文件及報(bào)警信息的查詢(xún)工作。提供強(qiáng)大的日志管理功能,可記錄下用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)所做的所有操作,便于查詢(xún)歷史操作。提供完善的報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能,可聯(lián)動(dòng)錄像、彈出視頻、發(fā)送消息等6種操作。提供強(qiáng)大的用戶(hù)管理功能,可設(shè)置4種用戶(hù)類(lèi)型、64級(jí)控制權(quán),并可根據(jù)用戶(hù)的優(yōu)先級(jí)分配控制云臺(tái)和球機(jī)的權(quán)力。基于B/S架構(gòu),客戶(hù)端用戶(hù)無(wú)安裝任何軟件,只需在初次使用nDVS系統(tǒng)時(shí)由系統(tǒng)自動(dòng)下載一個(gè)插件即可。系統(tǒng)管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控界面友好,人性化設(shè)計(jì),操作簡(jiǎn)單。系統(tǒng)組成靈活,可充分滿(mǎn)足各種用戶(hù)的不同需求視頻管理平臺(tái)的運(yùn)行環(huán)境網(wǎng)絡(luò)(Networks)系統(tǒng)可在各種IP網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行,包括局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和Internet設(shè)備和客戶(hù)端可支持ISDN、xDSL、小區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)等多種網(wǎng)絡(luò)接入方式在Internet上使用只需要nDVS服務(wù)器具有公網(wǎng)的IP地址服務(wù)器(Server)MSWindows2000server操作系統(tǒng)MicrosoftSQLServer2000數(shù)據(jù)庫(kù)MicrosoftWindowsIIS組件P4/1.5G/128M/40G以上配置電腦客戶(hù)端(Client)MSWindows98/2000/XP操作系統(tǒng)InternetExplorer6.0版本以上的瀏覽器計(jì)算機(jī)顯卡兼容DirectX8.0,支持圖解六、數(shù)字化視頻遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)核心技術(shù)介紹1、壓縮技術(shù)當(dāng)我們將視頻和音頻模擬信號(hào)進(jìn)行采樣并分別進(jìn)行?!獢?shù)轉(zhuǎn)換,將視頻、音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化成為數(shù)字化的信息流,但這些數(shù)據(jù)流是不能直接進(jìn)行傳送和存儲(chǔ),因?yàn)槲唇?jīng)壓縮的視頻和音頻數(shù)據(jù)需要非常大的存儲(chǔ)容量和帶寬。例如:用PAL制式采集的視頻信號(hào)在一般清晰度(CIF格式)時(shí)要求25幀/秒、352×288像素/幀,彩色圖像每像素占用空間24bit,則該數(shù)據(jù)流速度為352×288×25×24=60825kbit/s。顯然這樣龐大的數(shù)據(jù)流對(duì)大多數(shù)傳輸線路來(lái)說(shuō)是無(wú)法承受的,而且也是難以存儲(chǔ)的,為此科研人員開(kāi)始專(zhuān)門(mén)研究將這些視頻、音頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行壓縮,很多壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)相繼推出,主要有JPEG/M-JPEG、H.261/H.263和MPEG等標(biāo)準(zhǔn)。其中JPEG標(biāo)準(zhǔn)主要是用在靜止圖像的壓縮,M-JPEG是將JPEG改進(jìn)后用到運(yùn)動(dòng)圖像上,在壓縮比不高時(shí),有較好的復(fù)現(xiàn)圖像質(zhì)量,但占用存儲(chǔ)空間大,在壓縮比高的情況下,復(fù)現(xiàn)圖像質(zhì)量差。H.261/H.263標(biāo)準(zhǔn)是專(zhuān)門(mén)為用于圖像質(zhì)量要求不高的可視電話(huà)等設(shè)計(jì)。MPEG(MovingPictureExpertGroup即活動(dòng)圖像專(zhuān)家組),它是由ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)和IEC(國(guó)際電工委員會(huì))于1988年聯(lián)合成立的,專(zhuān)門(mén)致力于運(yùn)動(dòng)圖像及伴音編碼標(biāo)準(zhǔn)化工作,推出了MPEG編碼標(biāo)準(zhǔn),即MPEG視頻及MPEG音頻。到現(xiàn)在為止,專(zhuān)家組已制定了MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4三種標(biāo)準(zhǔn),不同的標(biāo)準(zhǔn)具有不同的質(zhì)量和用途,視頻壓縮技術(shù)是數(shù)字化視頻傳輸?shù)年P(guān)鍵。(1)、Mpeg-1
制定于1992年,為工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì),可適用于不同帶寬的設(shè)備,它可針對(duì)Cif標(biāo)準(zhǔn)分辨率(對(duì)于NTSC制為352×240;對(duì)于PAL制為352×288)的圖像進(jìn)行壓縮,傳輸速率為1.5mbits/s,最高可達(dá)4-5mbits/s,每秒播放25幀,具有CD(指激光唱盤(pán))音質(zhì),圖像質(zhì)量級(jí)別基本與VCD相當(dāng)。
(2)、Mpeg-2
制定于1994年,設(shè)計(jì)目標(biāo)是高級(jí)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖像質(zhì)量以及更高的傳輸率。Mpeg-2所能提供的傳輸率在3-15mbits/sec間,其分辨率可達(dá)704×576,Mpeg-2能夠提供廣播級(jí)的圖像和CD級(jí)的音質(zhì)。
(3)、Mpeg-4
就在Mpeg-1、Mpeg-2進(jìn)入廣泛的實(shí)際應(yīng)用時(shí),Mpeg小組又于1998年發(fā)布了Mpeg-4標(biāo)準(zhǔn)的草稿。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)壓縮算法進(jìn)行了改進(jìn):Mpeg-1和Mpeg-2的壓縮率大概在20到30倍之間。Mpeg-1和Mpeg-2的壓縮率用在儲(chǔ)存媒體上是足夠了。但是運(yùn)用在網(wǎng)絡(luò)傳輸上還是太低,尤其是無(wú)線通訊方面。于是Mpeg-4在訂定標(biāo)準(zhǔn)時(shí),為了達(dá)到更好的壓縮效果,采用了許多新的技術(shù)與觀念。Mpeg-4里是采用了物件的觀念,壓縮之前先將圖像中各個(gè)主要物件區(qū)分開(kāi)來(lái),可以針對(duì)不同的物件特性采取不同的壓縮編碼技巧,以得到最好的壓縮效果。Mpeg-4引進(jìn)了許多新的壓縮技術(shù)來(lái)應(yīng)用于各種不同的物件。對(duì)于聲音部份,可以分成自然音、語(yǔ)音和合成音。針對(duì)不同發(fā)聲原理采用不同演算法??梢愿鶕?jù)對(duì)音質(zhì)的要求,而得到2kbits/s到64kbits/s之間的資料量。在影像方面,則可細(xì)分為自然物體、2D影像、3D影像、人臉、背景等不同特性物件。根據(jù)不同影像特性可以有5kbits/s到10Mbits/s
的資料量。Mpeg-4的壓縮率可以超過(guò)100倍,而仍然保有極佳的音質(zhì)和畫(huà)質(zhì)??梢杂米钌俚臄?shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量,因此滿(mǎn)足了低碼率應(yīng)用的需求;另外,Mpeg-4還把提高多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性作為一項(xiàng)重要的目標(biāo),因此它更適合于交互式AV服務(wù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控。為了滿(mǎn)足各種應(yīng)用的需求,Mpeg-4標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上相當(dāng)龐大,它具有廣泛的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。
就其應(yīng)用前景而言,Mpeg-4未來(lái)將在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域大顯身手,如internet/intranet上的多媒體流服務(wù)、視頻點(diǎn)播、可視游戲、低碼率的移動(dòng)多媒體通信(視頻手機(jī)等)、交互式多媒體應(yīng)用、實(shí)時(shí)多媒體監(jiān)控、數(shù)字電視與視頻擬會(huì)議等等。Mpeg-4可以達(dá)到兩個(gè)目標(biāo):
低比特率下的多媒體通信和多工業(yè)的多媒體通信的綜合。2、IP視頻組播技術(shù)IP組播(multicast)是利用一種協(xié)議將IP數(shù)據(jù)包從一個(gè)源傳送到多個(gè)目的地,將信息的拷貝發(fā)送到一組地址,到達(dá)所有想要接收它的接收者處。IP組播是將IP數(shù)據(jù)包“盡最大努力”傳輸?shù)揭粋€(gè)構(gòu)成組播群組的主機(jī)集合,群組的各個(gè)成員可以分布于各個(gè)獨(dú)立的物理網(wǎng)絡(luò)上。IP組播群組中成員的關(guān)系是動(dòng)態(tài)的,主機(jī)可以隨時(shí)加入和退出群組,群組的成員關(guān)系決定了主機(jī)是否接收送給該群組的組播數(shù)據(jù)包,不是某群組的成員主機(jī)也能向該群組發(fā)送組播數(shù)據(jù)包。
同單播(unicast)和廣播(broadcast)相比,組播效率非常高,因?yàn)槿魏谓o定的鏈路至多用一次,可以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬和資源。
在一個(gè)單播(unicast)環(huán)境里,視頻服務(wù)器依次送出n個(gè)信息流,由網(wǎng)絡(luò)中的用戶(hù)接收,共需要nx1.5Mbit/s的帶寬;如果服務(wù)器處于10Mbit/s的以太網(wǎng)內(nèi),6~7個(gè)信息流就占滿(mǎn)了帶寬;若在一個(gè)高速的以太網(wǎng)里,最多只能容納250~300個(gè)1.5Mbit/s的視頻流,所以服務(wù)器與主機(jī)接口間的容量是一個(gè)巨大的瓶頸(以mpeg1為例)。
在一個(gè)組播(multicast)環(huán)境里,不論網(wǎng)絡(luò)中的用戶(hù)數(shù)目有多少,服務(wù)器發(fā)出的一個(gè)視頻流,由網(wǎng)絡(luò)中的路由器或交換機(jī)同時(shí)復(fù)制出n個(gè)視頻流,發(fā)送到每個(gè)用戶(hù),僅需1.5Mbit/s的帶寬。
可見(jiàn),IP組播能夠有效地節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬和資源,管理網(wǎng)絡(luò)的增容和控制開(kāi)銷(xiāo),大大減輕發(fā)送服務(wù)器的負(fù)荷,從而高性能地發(fā)送信息。
另外,組播傳送的信息能同時(shí)到達(dá)用戶(hù)端,時(shí)延小,且網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器不需要知道每個(gè)客戶(hù)機(jī)的地址。所有的接收者使用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)組播地址,可實(shí)現(xiàn)匿名服務(wù),并且IP組播具有可升級(jí)性,與新的IP和業(yè)務(wù)能相兼容。
(1)、IP組播技術(shù)的特點(diǎn)
①.群地址
在組播網(wǎng)中,每個(gè)組播群組擁有惟一的組播地址(D類(lèi)地址),一部分IP組播地址是由Internet管理機(jī)構(gòu)分配的,其他的組播地址作為暫時(shí)地址被用戶(hù)使用;組播數(shù)據(jù)包可以送到標(biāo)識(shí)目的組機(jī)的組地址,發(fā)送者不必知道有哪些組成員,它自己不必是組成員,對(duì)組成員中主機(jī)的數(shù)目和位置也沒(méi)有限制。主機(jī)不需要和組成員以及發(fā)送者商量,可以任意加入和離開(kāi)組播組;使用組地址,不必知道主機(jī)指定的位置,可以找到具有此組播地址的任何資源和服務(wù)器,在動(dòng)態(tài)變化的信息提供者中搜尋到需要的信息,或者發(fā)布信息到任意大小的可選用戶(hù)群。
②.規(guī)??蓴U(kuò)展性
如果網(wǎng)絡(luò)速率提高,廣域組播網(wǎng)絡(luò)的容量需要擴(kuò)大,后來(lái)產(chǎn)生的組播路由算法和協(xié)議如PIM-DM、PIM-SM、CBT等都支持網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)展,而上述的群地址和動(dòng)態(tài)性也是適應(yīng)規(guī)模可擴(kuò)展性的另一方面。
③.健壯性
IP組播網(wǎng)絡(luò)使用的路由協(xié)議和算法能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)路由動(dòng)態(tài)變化,它采用軟件狀態(tài)刷新機(jī)制,制作路由備份等方法,來(lái)維護(hù)群組成員之間的連接,加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的健壯性。
④.路由算法的獨(dú)立性
組播路由算法和協(xié)議獨(dú)立于單播路由使用的協(xié)議,但又依靠現(xiàn)存的單播路由表,在域內(nèi)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?,?dòng)態(tài)生成組播樹(shù)。
⑤.組播生成樹(shù)的靈活性
組播生成樹(shù)的形成與發(fā)送者和接收者的分布、網(wǎng)絡(luò)的流量狀況以及組成員的動(dòng)態(tài)性有關(guān),且組播生成樹(shù)也反映了不同的組播路由算法和組播應(yīng)用。靈活的組播生成樹(shù)有利于數(shù)據(jù)包的傳送,不容易造成網(wǎng)絡(luò)的擁塞。
(2)、IP組播技術(shù)在視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸中的應(yīng)用
如果要將組播通信應(yīng)用在視頻網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)里的發(fā)送和接收主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)路由器以及它們之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)必須支持組播,防火墻設(shè)置成允許組播通過(guò)。
①.主機(jī)送出一條IGMP加入消息到相鄰路由器,主機(jī)的MAC地址映射為將要加入的D類(lèi)組地址,并包含在IGMP數(shù)據(jù)報(bào)中,路由器知道主機(jī)想加入組播組。
②.相鄰路由器接收加入消息后,動(dòng)態(tài)跟蹤這些組播組,使用組播路由協(xié)議,在源端和接收端各個(gè)路由器之間建立組播生成樹(shù),從每個(gè)發(fā)送者伸展到所有接收者。
③.在源端和接收端建立組播路由后,源就開(kāi)始沿著組播路由發(fā)送數(shù)據(jù)給各個(gè)接收者。
主機(jī)接收到了源發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)接口卡濾出組播群組的MAC地址,網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器對(duì)此地址做出反應(yīng)后,把數(shù)據(jù)傳遞到TCP/IP協(xié)議棧,進(jìn)入用戶(hù)的應(yīng)用層,就可以進(jìn)行視頻通信了。IP組播技術(shù)有效地解決了單點(diǎn)發(fā)送到多點(diǎn)、多點(diǎn)發(fā)送到多點(diǎn)的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了IP網(wǎng)絡(luò)中點(diǎn)到多點(diǎn)的高效數(shù)據(jù)傳送,能夠有效地節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬、降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,基于IP組播技術(shù)可以很好地開(kāi)展數(shù)字化視頻網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的應(yīng)用。3、流媒體技術(shù)
隨著網(wǎng)絡(luò)迅猛普及、多媒體技術(shù)廣泛應(yīng)用,音頻、視頻等的實(shí)時(shí)傳輸問(wèn)題尤為突出。分析表明:影響在線音頻、視頻等傳輸實(shí)時(shí)性主要因?yàn)轭l帶寬度限制、傳輸品質(zhì)不穩(wěn)。通常,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商ISP所提供的頻寬只是理論最大值。實(shí)際上,網(wǎng)絡(luò)固有的互聯(lián)而不互管特性導(dǎo)致用戶(hù)使用頻寬并不固定,如標(biāo)稱(chēng)56Kbps的調(diào)制解調(diào)器Modem,擁塞時(shí)傳輸速度可能僅28Kbps,即使正常情況下也會(huì)有10-30%差異。這樣,必然影響媒體播放實(shí)時(shí)性。
為解決信息傳輸實(shí)時(shí)性問(wèn)題,開(kāi)發(fā)了流式傳輸及流媒體(Streaming
Media)。前者主要指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體(如音頻、視頻等)的技術(shù)總稱(chēng),其特定含義為通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將音頻、視頻等傳輸?shù)接脩?hù)終端播放時(shí),無(wú)需等全部文件下載完畢才可播放,而是將連續(xù)的音頻、視頻信息壓縮后放于網(wǎng)站服務(wù)器,用戶(hù)終端播放時(shí)只要將開(kāi)始部分的內(nèi)容存入其內(nèi)存,其余數(shù)據(jù)流由用戶(hù)終端在后臺(tái)繼續(xù)接收并播放,直至播放完畢或用戶(hù)中止操作。這樣,只在開(kāi)始時(shí)有幾秒延遲,而用戶(hù)播放媒體的等待時(shí)間將顯著減少,且無(wú)須太大緩存;后者指使用流式傳輸技術(shù)的連續(xù)時(shí)基媒體,如音頻、視頻、多媒體文件,其實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)是流式傳輸。
采用流媒體技術(shù),無(wú)需將全部信息下載再播放,因而等待時(shí)間大為縮短;流文件小于原始文件數(shù)據(jù)量,且用戶(hù)無(wú)需將全部流文件下載到硬盤(pán),從而節(jié)省大量磁盤(pán)空間;采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議,更適合音頻、視頻等網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸。(1)、流媒體技術(shù)原理
流媒體技術(shù)具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)主要因?yàn)椴捎昧魇絺鬏敽秃线m的傳輸協(xié)議。前者先在用戶(hù)終端創(chuàng)造一個(gè)緩沖區(qū),每次播放前,預(yù)先下載部分信息資料作為緩沖,當(dāng)網(wǎng)路實(shí)際連線速度小于播放所耗用信息速度時(shí),播放程序會(huì)自動(dòng)取用該緩沖區(qū)的信息,避免播放中斷,并使播放品質(zhì)得以保證。具體而言,流式傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)需要緩存。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)以包傳輸為基礎(chǔ)進(jìn)行斷續(xù)的異步傳輸,對(duì)實(shí)時(shí)AV源或存儲(chǔ)的AV文件,傳輸時(shí)被分解為許多數(shù)據(jù)包,網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化導(dǎo)致各個(gè)包選擇的路由不盡相同,故到達(dá)客戶(hù)端時(shí)間延遲亦不等,甚至先發(fā)的數(shù)據(jù)包還可能后到。為此,使用緩存系統(tǒng)彌補(bǔ)傳輸延遲、抖動(dòng)影響,并保證數(shù)據(jù)包順序正確,從而使媒體數(shù)據(jù)能連續(xù)輸出,而不會(huì)因網(wǎng)絡(luò)暫時(shí)擁塞導(dǎo)致播放停頓。通常高速緩存所需容量較小,因?yàn)楦咚倬彺媸褂铆h(huán)形鏈表結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),即通過(guò)丟棄已播放的內(nèi)容,流可以重新利用空出的高速緩存空間來(lái)緩存后續(xù)尚未播放的內(nèi)容;后者指采用實(shí)時(shí)流控制協(xié)議。因TCP開(kāi)銷(xiāo)較多,故不太適合傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)流式傳輸技術(shù)方案時(shí),常用HTTP/TCP來(lái)傳輸控制信息、用RTP/UDP來(lái)傳輸實(shí)時(shí)音視頻數(shù)據(jù)。由于使用專(zhuān)屬串流伺服器Server來(lái)替代使用HTTP通道的WEB
Server,因而播放音頻、視頻等信息時(shí),效果顯著優(yōu)于WEB
Server。
流式傳輸過(guò)程:終端用戶(hù)選擇某一流媒體服務(wù)后,WEB瀏覽器與WEB服務(wù)器間使用HTTP/TCP交換控制信息,以便將需傳輸?shù)膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)從原始信息中檢索出來(lái);然后客戶(hù)端上的WEB瀏覽器啟動(dòng)A/Vhelper程序,使用HTTP從WEB服務(wù)器檢索相關(guān)參數(shù)并對(duì)Helper程序初始化。這些參數(shù)包括目錄信息、AV數(shù)據(jù)編碼類(lèi)型、與AV檢索相關(guān)的服務(wù)器地址等;A/Vhelper程序及AV服務(wù)器運(yùn)行RTSP實(shí)現(xiàn)AV傳輸所需控制信息的交換;AV服務(wù)器使用RTP/UDP協(xié)議將AV數(shù)據(jù)傳輸給AV客戶(hù)程序,一旦AV數(shù)據(jù)抵達(dá)用戶(hù)終端即可播放。
(2)、流媒體系統(tǒng)組成
完整的流媒體系統(tǒng)包括:流媒體數(shù)據(jù);播放器,即供客戶(hù)端瀏覽流媒體文件;服務(wù)器,即存放、控制流媒數(shù)據(jù);網(wǎng)絡(luò),即適合多媒體傳輸協(xié)議或?qū)崟r(shí)傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò);編碼工具,即用于創(chuàng)建、捕捉和編輯多媒體數(shù)據(jù),形成流媒體格式,這可以由帶視音頻硬件接口的計(jì)算機(jī)和運(yùn)行其上的制作軟件共同完成。具體而言,可分為:
①.媒體服務(wù)器硬件平臺(tái)。多媒體服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把存儲(chǔ)系統(tǒng)中的信息以流媒體形式傳輸給相應(yīng)用戶(hù),響應(yīng)客戶(hù)交互請(qǐng)求,保證流媒體連續(xù)輸出。特別是視頻流具有同步性要求,即須以恒定速率播放,否則引起畫(huà)面抖動(dòng),如MPEG1要求1.5kbps速度播放;同時(shí),視頻流包含的多種信號(hào)亦須保持同步,如畫(huà)面配音必須和口型相一致等。此外,視頻信號(hào)固有的數(shù)據(jù)量極大的特點(diǎn)及信號(hào)存放方式等均直接影響服務(wù)器的交互服務(wù)。因此,多媒體服務(wù)器的系統(tǒng)資源如存儲(chǔ)I/O帶寬、網(wǎng)絡(luò)帶寬、內(nèi)存大小、CPU主頻等適應(yīng)傳輸相應(yīng)媒體的各種要求。
②.媒體服務(wù)器軟件平臺(tái)。軟件平臺(tái)包括媒體內(nèi)容制作、發(fā)行與管理模塊、用戶(hù)管理模塊、相應(yīng)服務(wù)器。內(nèi)容制作涉及信息采集、處理、傳輸。發(fā)行模塊負(fù)責(zé)將節(jié)目提交到網(wǎng)頁(yè),或?qū)⒁曨l流地址郵寄給用戶(hù)。內(nèi)容管理主要完成視頻存儲(chǔ)、查尋;用戶(hù)管理包括用戶(hù)登記、授權(quán);服務(wù)器將內(nèi)容通過(guò)點(diǎn)播、直播方式播放。
(3)、流媒體傳輸方式
網(wǎng)絡(luò)傳輸音頻、視頻等多媒體信息有下載和流式傳輸兩種方案。前者由于A/V文件較大,所需存儲(chǔ)容量也較大,且網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制導(dǎo)致下載費(fèi)時(shí)甚久,延遲亦較大;后者避免了用戶(hù)須等待整個(gè)文件全部下載后才能播放的缺點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)流式傳輸有順序流式傳輸(Progressive
Streaming)和實(shí)時(shí)流式傳輸(Realtime
Streaming)兩種方法。
①.順序流式傳輸即順序下載,媒體下載的同時(shí)用戶(hù)可在線播放。某給定時(shí)刻,用戶(hù)只能播放已下載部分,而不能跳到還未下載的部分。它不象實(shí)時(shí)流式傳輸方式能在傳輸期間根據(jù)用戶(hù)連接速度自動(dòng)調(diào)整。由于順序流式文件放于標(biāo)準(zhǔn)HTTP服務(wù)器,無(wú)需其他協(xié)議,故又稱(chēng)HTTP流式傳輸。因文件播放前無(wú)損下載,最終播放質(zhì)量較好,特別適合質(zhì)量較高、數(shù)據(jù)量較小、通過(guò)Modem發(fā)布的短片段,如片頭、片尾、廣告等。此外,該方式易于管理,且與防火墻基本無(wú)關(guān)。但用戶(hù)播放前須經(jīng)歷數(shù)秒的延遲,傳輸速度較慢時(shí)尤為明顯。同時(shí),順序流式傳輸不適合長(zhǎng)片段和有隨機(jī)訪問(wèn)要求的視頻,如講座、演說(shuō)、演示,也不支持現(xiàn)場(chǎng)廣播,本質(zhì)上是一種點(diǎn)播技術(shù)。
②.實(shí)時(shí)流式傳輸指保證媒體信號(hào)帶寬與網(wǎng)絡(luò)連接匹配,使媒體可被實(shí)時(shí)播放。由于該方式總是實(shí)時(shí)傳輸,因而特別適合現(xiàn)場(chǎng)事件播放,且支持隨機(jī)訪問(wèn),用戶(hù)可通過(guò)快進(jìn)、后退等播放前面、后面的內(nèi)容。但由于出錯(cuò)丟失的信息被忽略,因此,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁擠或出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),視頻質(zhì)量一般。導(dǎo)致圖像質(zhì)量較差另一方面原因是以Modem速度連接時(shí),因?qū)崟r(shí)流式傳輸須匹配連接的帶寬而產(chǎn)生的。理論上,實(shí)時(shí)流一經(jīng)播放就可不停止,但實(shí)際使用時(shí)可能周期性暫停。與HTTP流式傳輸不同,實(shí)時(shí)流式傳輸需流媒體服務(wù)器和特定傳輸協(xié)議。前者如Windows
Media
Server、Realserver、Quicktime
Streaming
Server等,這些服務(wù)器允許用戶(hù)對(duì)媒體發(fā)送進(jìn)行更多級(jí)別的控制,因而系統(tǒng)設(shè)置、管理比標(biāo)準(zhǔn)HTTP服務(wù)器復(fù)雜;后者如MMS(Microsoft
Media
Server)、RTSP等。這些協(xié)議在有防火墻時(shí)可能出現(xiàn)問(wèn)題,導(dǎo)致用戶(hù)不能實(shí)時(shí)播發(fā)一些地點(diǎn)的內(nèi)容。當(dāng)然,實(shí)際應(yīng)用時(shí)具體采用哪種傳輸方式可根據(jù)需要確定,且流式傳輸也支持在播放前完全下載到硬盤(pán)。③.二者比較
(a)從視頻質(zhì)量上講,實(shí)時(shí)流式傳輸必須匹配連接帶寬,由于出錯(cuò)丟失的信息被忽略掉,網(wǎng)絡(luò)擁擠或出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),視頻質(zhì)量會(huì)很差;如欲保證視頻質(zhì)量,順序流式傳輸更好。
(b)實(shí)時(shí)流式傳輸需要特定服務(wù)器,如QuickTimeStreamingServer、RealServer與WindowsMediaServer,這些服務(wù)器允許對(duì)媒體發(fā)送進(jìn)行更多級(jí)別的控制,因而系統(tǒng)設(shè)置、管理比標(biāo)準(zhǔn)HTTP服務(wù)器更復(fù)雜。
(c)實(shí)時(shí)流式傳輸還需要特殊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,如:RTSP(Real-timeStreamingProtocol),這些協(xié)議在有防火墻時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,導(dǎo)致用戶(hù)不能看到一些地點(diǎn)的實(shí)時(shí)內(nèi)容;而順序流與傳輸與防火墻無(wú)關(guān)。(4)、流媒體播放方式
①.單播即客戶(hù)端與媒體服務(wù)器間建立單獨(dú)傳輸通道,某服務(wù)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包只能發(fā)送到一個(gè)客戶(hù)端的傳輸方式。采用該方式時(shí),客戶(hù)端須單獨(dú)向媒體服務(wù)器發(fā)送查詢(xún)信息,媒體服務(wù)器同樣須向各終端發(fā)送所申請(qǐng)數(shù)據(jù)包的拷貝。這種巨大冗余既造成沉重的服務(wù)器負(fù)擔(dān),又導(dǎo)致所需響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)、甚至可能停播,特別是管理方需配置相應(yīng)硬件和帶寬才能保證一定的服務(wù)質(zhì)量。
②.組播即利用IP組播技術(shù)構(gòu)建具有組播能力的網(wǎng)絡(luò),允許路由器一次將數(shù)據(jù)包拷到多個(gè)通道的播放方式。采用該方式,各媒體服務(wù)器只需要發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)、而不是多個(gè),就能同時(shí)對(duì)若干客戶(hù)端發(fā)送連續(xù)數(shù)據(jù)流而無(wú)延時(shí),所有發(fā)出請(qǐng)求的客戶(hù)端共享同一信息包,并且信息可發(fā)送任意地址客戶(hù)端,從而顯著減少網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)量。這樣,網(wǎng)絡(luò)利用率顯著提高,成本明顯下降。
③.點(diǎn)播與廣播。前者是客戶(hù)端與服務(wù)器間的主動(dòng)連接方式,用戶(hù)通過(guò)選擇內(nèi)容項(xiàng)目來(lái)初始化客戶(hù)端連接,可選擇開(kāi)始、停止、后退、快進(jìn)、暫停流等,該連接方式實(shí)現(xiàn)對(duì)流的最大控制,但由于各客戶(hù)端獨(dú)立連接服務(wù)器,因而網(wǎng)絡(luò)帶寬難以保證;后者指用戶(hù)被動(dòng)接收流的連接方式,該方式中數(shù)據(jù)包將發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)上的所有用戶(hù),客戶(hù)端只能接收但不能控制流,例如,用戶(hù)端不能暫停、快進(jìn)、后退數(shù)據(jù)流等。
上述幾種播放方式中,單播方式需復(fù)制多個(gè)數(shù)據(jù)包,并以多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式分別傳輸給所需用戶(hù);廣播方式的數(shù)據(jù)包則傳輸給網(wǎng)絡(luò)上的所有用戶(hù),不管其是否需要,這兩種傳輸方式顯然非常浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬。而組播方式取上述兩種方式之長(zhǎng)處,克服其弱點(diǎn),僅將數(shù)據(jù)包傳輸給需要的那些客戶(hù)。由于該方式不需傳輸大量數(shù)據(jù)包,亦不將數(shù)據(jù)包發(fā)送給并非需要用戶(hù),有效保證媒體傳輸僅占用最小帶寬。(5)、流媒體系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
流媒體系統(tǒng)中,影響流媒體播放質(zhì)量的3個(gè)最關(guān)鍵的因素是:編碼和壓縮的性能與效率、媒體服務(wù)器的性能、媒體流傳輸?shù)馁|(zhì)量控制。
①.編碼/壓縮技術(shù)流媒體系統(tǒng)中的編碼用于創(chuàng)建、捕捉和編輯多媒體數(shù)據(jù),形成流媒體格式。
影響音/視頻流的編碼性能的因素很多:首先是編碼效率,要求在保證一定音/視頻質(zhì)量的前提下,媒體流的碼流速率盡量低,以達(dá)到壓縮流媒體文件的目的。其次是編碼的冗余性和可靠性,與普通多媒體文件壓縮/編碼不同的是,流媒體文件需要在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)傳輸,因此必須考慮傳輸中數(shù)據(jù)丟失對(duì)解碼質(zhì)量的影響。在Internet環(huán)境下,最典型的方法是多描述編碼(MDC)。MDC把原始的視頻序列壓縮成多位流,每個(gè)流對(duì)應(yīng)一種描述,都可以提供可接受的視覺(jué)質(zhì)量,多個(gè)描述結(jié)合起來(lái)提供更好的質(zhì)量。最后需要考慮速率調(diào)節(jié)的能力,一種方法是采用可擴(kuò)展的層次編碼,生成多個(gè)子位流(Substream),其中一個(gè)位流是基本位流,它可以獨(dú)立解碼,輸出粗糙質(zhì)量的視頻序列,其他的子位流則起質(zhì)量增強(qiáng)的作用,所有的子位流一起還原出最好質(zhì)量的視頻序列。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)速率變化時(shí),可以通過(guò)調(diào)節(jié)流輸出的層次來(lái)控制碼流的速率,從而適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)速率的變化。
②.媒體服務(wù)器
流媒體系統(tǒng)中的媒體服務(wù)器用于存放和控制流媒體的數(shù)據(jù)。
隨著流媒體規(guī)模的擴(kuò)大,流媒體服務(wù)器的性能成為制約流媒體服務(wù)擴(kuò)展能力的重要因素。流媒體服務(wù)器性能的關(guān)鍵指標(biāo)是流輸出能力和能同時(shí)支持的并發(fā)請(qǐng)求數(shù)量。影響流媒體服務(wù)器性能的因素很多,包括CPU能力、I/O總線、存儲(chǔ)帶寬等。通常單個(gè)流媒體服務(wù)器的并發(fā)數(shù)都在幾百以?xún)?nèi),因此為了具有更好的性能,目前的高性能流媒體服務(wù)器都采用大規(guī)模并行處理的結(jié)構(gòu),例如采用超立方體的結(jié)構(gòu)將各個(gè)流媒體服務(wù)單元連接起來(lái)。還有一種方法是采用簡(jiǎn)單的PC集群的方式,這種方式下多個(gè)PC流媒體服務(wù)器用局域網(wǎng)連接,前端采用內(nèi)容交換/負(fù)載均衡器將流媒體服務(wù)的請(qǐng)求分布到各個(gè)PC媒體服務(wù)單元。后一種方式的性能不如前一種方式,但是成本低,容易實(shí)現(xiàn)。③.流媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)流媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)是適合多
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