高清監控解決方案 視頻解碼上墻篇

　　經(jīng)過(guò)眾多安防同仁的推廣和市場(chǎng)培育，高清網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統作為未來(lái)的主流已經(jīng)基本被行業(yè)大多數用戶(hù)所認同。隨著(zhù)高清的廣泛應用，安防監控企業(yè)也如過(guò)江之鯽紛紛投入高清系統的生產(chǎn)和研發(fā)。高清監控監控優(yōu)勢明顯，但對于很多中小安防企業(yè)而言，在投入高清的研發(fā)和生產(chǎn)和應用過(guò)程中是否存在一些有待解決的新的問(wèn)題呢。

　　紅蘋(píng)果一直關(guān)注于視頻監控中心圖像控制，對高清網(wǎng)絡(luò )圖像的集中管理、解碼、上墻顯示和控制方面有自己一些見(jiàn)解。在未來(lái)的一段時(shí)間內我們將針對行業(yè)高清數字解碼圖像上墻顯示等方面的一些現狀、問(wèn)題和解決辦法進(jìn)行深入分析和探討。

　　高清解碼之標準和兼容

　　H.264是2003年由國際電信聯(lián)盟和國際標準化組織聯(lián)合開(kāi)發(fā)的新一代的視頻壓縮標準，它能夠提供更高的數據壓縮率，在同等的圖像質(zhì)量條件下，H.264的數據壓縮率比H.263和MPEG-2高2倍，比MPEG-4高1.5倍，獲得了很好的效果。H.264目前是我們視頻監控領(lǐng)域最主要的數字視頻信源編碼標準。而具有自主知識產(chǎn)權的AVS標準也將隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善，在我國得到推廣。

　　編碼標準對于最終用戶(hù)來(lái)言他最為關(guān)心的主要有：清晰度、存儲量(帶寬)、穩定性還有價(jià)格。但是解碼方面H.264壓縮效率的提高是以壓縮算法復雜度的提高為代價(jià)的，其解碼復雜度大約是MPEG-2的2-3倍。除了壓縮算法復雜外在H.264編碼標準應用的初期在通信協(xié)議層方面也沒(méi)有什么統一的標準，幾乎每個(gè)廠(chǎng)家都是自己的私有協(xié)議，這無(wú)疑中給我們行業(yè)的網(wǎng)絡(luò )視頻圖像的解碼工作更加帶來(lái)了難度。

　　在這樣的大環(huán)境下，國內外廠(chǎng)商紛紛投入資金，對基于H.264技術(shù)的解碼芯片進(jìn)行了研發(fā)，形成了多種針對H.264視頻壓縮標準解決方案，實(shí)現H.264HP@L4級別的實(shí)時(shí)解碼。目前，解碼方面主要有以下三種方案：基于專(zhuān)用芯片的結構(SoC+ASIC);基于DSP+ARM的結構;基于x86的結構。而針對市面上紛繁復雜眾多的私有協(xié)議，主流的廠(chǎng)商還沒(méi)有很好的解決辦法，在大多數廠(chǎng)家不愿意提供底層協(xié)議的情況下，解碼第三方的網(wǎng)絡(luò )視頻成為一個(gè)很大的難題。這直接導致了網(wǎng)絡(luò )高清推廣難度增加，應用面很難做大，跨區域聯(lián)網(wǎng)更是難上加難。標準成為網(wǎng)絡(luò )監控應用繞不過(guò)的話(huà)題。業(yè)界對網(wǎng)絡(luò )視頻監控領(lǐng)域的協(xié)議和標準的進(jìn)一步規范統一的呼聲越來(lái)越高。

　　針對這樣現實(shí)和迫切的需求，2008年至現在國內外各類(lèi)的組織機構為業(yè)界提供了諸多的標準：2008年國際上ONVIF、PSIA兩大聯(lián)盟組織推出了他們的標準;2012年國內TC100(全國安全防范報警系統標準化技術(shù)委員會(huì ))終于推出聯(lián)網(wǎng)監控標準GB/T28181標準的發(fā)布，還有其他的一些地方規范的制定(如上海、浙江、天津等城市最新發(fā)布的針對數字監控系統應用的文件規定)，這些標準的制定和發(fā)布的確在某種程度上規范行業(yè)的健康有序發(fā)展，但是同樣在他們發(fā)展和完善的過(guò)程中很多的協(xié)議細節方面本身就有待進(jìn)一步的規范，只要是行業(yè)標準沒(méi)有實(shí)現大統一，網(wǎng)絡(luò )視頻的協(xié)議兼容和圖像的解碼顯示方面的問(wèn)題就無(wú)法徹底解決，這給我們研發(fā)生產(chǎn)高清網(wǎng)絡(luò )視頻的集中管理、解碼、上墻顯示和控制設備的廠(chǎng)家依舊提出了不小的技術(shù)難題。

　　我們先暫時(shí)不提協(xié)議兼容方面的問(wèn)題，還是回到我們前面所提到的三種針對H.264壓縮算法標準的解碼方案上面去，這三種解碼機構也存在諸多的優(yōu)劣勢和不同點(diǎn)。

　　首先基于專(zhuān)用芯片的結構(SoC+ASIC)是使用專(zhuān)用視頻圖像處理芯片內部除處理器外，還集成了一些智能模塊，如音視頻輸入輸出接口等，有些還集成了圖像壓縮、圖像增強、硬件加速模塊。從本質(zhì)上講，專(zhuān)用視頻壓縮芯片和通用視頻處理芯片都屬于SoC(SystemonChip)，只是前者帶有固定的壓縮模塊、固定的處理方式，后者需要產(chǎn)品開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)視頻壓縮算法程序。這種解碼方式使用專(zhuān)用芯片，價(jià)格成本相對較低，便于推廣，但是對技術(shù)要求還是較高的，需要廠(chǎng)家有較豐富的編解碼技術(shù)研發(fā)經(jīng)驗的積累，而且由于升級和兼容方面的問(wèn)題，要想做到多協(xié)議兼容比較困難。

　　其次基于DSP+ARM的結構是基于多媒體DSP技術(shù)的高清解碼方案，采用了高清數字信號處理器和嵌入式系統芯片作為硬件平臺，具有很強的靈活性。由于可編程性，基于單個(gè)應用開(kāi)發(fā)的IP能夠得到重復利用，可以對不同的壓縮標準進(jìn)行解碼，集成了豐富的外圍設備，系統的對接和拓展比較方便。

　　另外基于x86的結構，同基于RISC架構CPU的嵌入式系統相比，基于x86架構CPU的嵌入式系統有如下優(yōu)勢：除了支持H.264外，它可對多種格式的文件進(jìn)行編解碼，如MPEG-2，MPEG-4，WMA等，對于一些非標的編碼算法的解碼有更多的辦法和工具來(lái)實(shí)現，兼容方面由于獲取前端IPC廠(chǎng)家的SDK相對較容易，實(shí)現多種協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )視頻相對容易，開(kāi)發(fā)周期短。而且基于x86架構的解碼器由于內嵌WindowsCE實(shí)時(shí)操作系統，具有較齊全的應用軟件，維護成本低，可輕松地與PC資源共享。但開(kāi)發(fā)成本較高，硬件成本高昂，成本難以控制，在后期針對成熟的高清視頻監控市場(chǎng)來(lái)說(shuō)推廣起來(lái)就很困難。

　　其實(shí)就目前安防現狀來(lái)說(shuō)AVS標準還處于推廣期，H.265還有待完善，視頻壓縮標準基本上是H.264標準的天下，這在行業(yè)內基本上已經(jīng)取得了共識。行業(yè)內都習慣將非H.264標準的產(chǎn)品稱(chēng)之為“非標”產(chǎn)品。因此各公司在通過(guò)對自身的技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品行業(yè)應用特點(diǎn)選擇解碼結構的方案來(lái)解碼網(wǎng)絡(luò )視頻流來(lái)說(shuō)應該不是主要的難題了，主要的問(wèn)題和工作量還應該在于多協(xié)議標準的支持和兼容。

　　首先必然是對兩大主流國際標準Onvif和PSIA的支持方面：

　　這兩大標準組織的目的其實(shí)是一致的，都是為了參與IP網(wǎng)絡(luò )監控系統的各種軟件和硬件組件之間完成兼容。一方面，從支持廠(chǎng)商的數量和影響力來(lái)說(shuō)，Onvif聯(lián)盟更勝一籌。特別是Profile概念的提出，ProfileS的發(fā)布，使得組件兼容性的識別變得更加容易，進(jìn)一步擴大了Onvif組織標準的影響力。另一方面，從標準制定依據的技術(shù)基礎來(lái)看，Onvif協(xié)議基于WebService技術(shù)，利用SOAP來(lái)傳遞信息，而PSIA標準則基于REST架構的軟件理念，在充分理解HTTP協(xié)議的基礎上更加高效的利用了HTTP協(xié)議已經(jīng)定義好的GET/PUT/POST/DELETE等方法?；赑SIA協(xié)議開(kāi)發(fā)出來(lái)的程序效率應該更高，對設備內嵌WebServer的要求更低。綜合來(lái)說(shuō)，這兩種協(xié)議應該說(shuō)各有優(yōu)劣，很難取舍?；诖?，主流的第三方的解碼設備應該對Onvif和PSIA兩種協(xié)議都需要進(jìn)行很好的支持。

　　當然為了在目前國內安防行業(yè)的最大的主流市場(chǎng)(城市治安監控)項目上應用必然也要對GB28181支持，以便于使解碼設備能夠方便的集成到一個(gè)GB28181視頻監控聯(lián)網(wǎng)系統中，承擔大型視頻監控聯(lián)網(wǎng)系統中監控中心上墻設備的角色。

　　專(zhuān)業(yè)的網(wǎng)絡(luò )視頻圖像處理設備廠(chǎng)家還應該在處理其他非標類(lèi)前端IPC和編碼設備視頻流的解碼和圖像控制的二次開(kāi)發(fā)的能力。

　　這在一些老項目擴容新老設備兼容集成方面就尤其重要了。

　　在目前視頻監控廠(chǎng)家越來(lái)越主張為客戶(hù)提供整體的高清數字解決方案的今天，由于自家的前端網(wǎng)絡(luò )設備和存儲設備的視頻解碼根本不存在問(wèn)題，所以對多標準和多協(xié)議解碼就會(huì )興趣缺缺，甚至對第三方高清解碼設備廠(chǎng)家予以抵制，比如說(shuō)不提供協(xié)議或者SDK等等。自己碗里面的食肯定不希望別人筷子伸進(jìn)來(lái)。但是對于最終用戶(hù)方來(lái)說(shuō)是比較郁悶了：作為越來(lái)越理性的甲方來(lái)說(shuō)肯定不希望自己毫無(wú)自主性的用某一種產(chǎn)品，他們需要有更多的自主選擇權，在集成方設計系統解決方案的時(shí)候希望更多的參與自己的實(shí)際需求，在費用方面也希望花一樣多的錢(qián)(甚至是少的錢(qián))購買(mǎi)和使用更專(zhuān)業(yè)功能更好更好使用的產(chǎn)品。因此作為高清整體解決方案的關(guān)鍵環(huán)節高清網(wǎng)絡(luò )圖像的集中管理、解碼、上墻顯示和控制方面能夠有解碼效率高、多協(xié)議兼容、能夠提供多樣化的增值功能并且性?xún)r(jià)比更高的高清解碼產(chǎn)品和制造商出現。

　　專(zhuān)業(yè)的高清網(wǎng)絡(luò )圖像的集中管理、解碼、上墻顯示和控制設備在當前的安防市場(chǎng)環(huán)境中被各廠(chǎng)家提上了日程。