隨(sui)著(zhe)經(jing)濟(ji)的(de)發(fa)展(zhan),人(ren)們(men)的(de)安(an)全(quan)意(yi)識(shi)不(bu)斷(duan)提(ti)升(sheng),以(yi)及(ji)安(an)全(quan)防(fang)護(hu)的(de)使(shi)用(yong)成(cheng)本(ben)與(yu)其(qi)產(chan)生(sheng)的(de)效(xiao)益(yi)拉(la)開(kai)距(ju)離(li),整(zheng)個(ge)社(she)會(hui)對(dui)安(an)防(fang)的(de)需(xu)求(qiu)在(zai)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia),市(shi)場(chang)提(ti)出(chu)了(le)企(qi)業(ye)大(da)範(fan)圍(wei)、遠距離監控的需求,如銀行跨地區聯網監控。由於模擬監控存在的各種問題,通過網絡將圖像進行遠程傳輸的集中監控方式應運而生。
傳統模擬監控(閉路電視監控)一般采用同軸電纜直接傳輸攝像機的模擬視頻信號,采用雙絞線來傳輸其他設備的數字信號。由於監控中心不可能(也不需要)duimeigeqianduandeshexiangjipeizhiduiyingdejianshiqi,suoyiwangwangxuyaozaitongyigejianshiqishangduiruogangeshexiangjidetuxiangjinxinglunhuixianshi。monixinhaochuanshudaohouduanhou,yibanshitongguoyinshipinqiehuanjuzhenlaiqiehuankongzhigemonixinhaoshangdianshiqianghuodangejianshiqi,danyouyuzhenggexitongdoushimonixinhaochuanshu,suoyikezuodaohuamianxiaoguofeichangqingxi,bingqiekeyiwuyanshiqingkuangfasheng。
不過模擬監控係統的弊端也是明顯的,由於同軸電纜傳輸距離短,信號容易衰減和被幹擾(雖然可以傳輸過程中增加信號放大器,但不能改變其本質),shidegaixitongdechuanshujulibeitongzhoudianlanxiandingzaiyigexiaofanweinei,bingqiemonixinhaoguanlifeichangbufangbian,shiyongdejuzhenxitongyibanyejiunengchulijiandandeqiehuandengguanli,shidezaidaxiangmuyingyongshi,haiyaomianduipangdademonixinhaodecunchuwenti。suiranmuqianyeyouxinyidaideshuziyingpanluxiangjilaitidaiyuanlaideVCR,解決了視頻的存儲問題,但其傳輸前端還采用模擬方式,使得模擬監控前端的存在的本質問題沒有改變。
數字網絡化集中管理應運而生
隨sui著zhe經jing濟ji的de發fa展zhan,根gen據ju馬ma斯si洛luo需xu求qiu理li論lun,人ren們men對dui安an全quan需xu求qiu增zeng加jia,並bing隨sui著zhe安an全quan防fang護hu的de使shi用yong成cheng本ben與yu其qi產chan生sheng的de效xiao益yi拉la開kai距ju離li,安an防fang需xu求qiu不bu斷duan增zeng加jia,市shi場chang提ti出chu了le行xing業ye、企業大範圍、遠(yuan)距(ju)離(li)監(jian)控(kong)的(de)需(xu)求(qiu)。如(ru)銀(yin)行(xing)跨(kua)地(di)區(qu)聯(lian)網(wang)監(jian)控(kong)時(shi),由(you)於(yu)模(mo)擬(ni)監(jian)控(kong)存(cun)在(zai)的(de)各(ge)種(zhong)問(wen)題(ti),通(tong)過(guo)網(wang)絡(luo)將(jiang)圖(tu)像(xiang)進(jin)行(xing)遠(yuan)程(cheng)傳(chuan)輸(shu)的(de)集(ji)中(zhong)監(jian)控(kong)方(fang)式(shi)應(ying)運(yun)而(er)生(sheng)。在(zai)數(shu)字(zi)化(hua)網(wang)絡(luo)化(hua)監(jian)控(kong)方(fang)案(an)中(zhong),攝(she)像(xiang)頭(tou)前(qian)端(duan)設(she)備(bei)出(chu)來(lai)的(de)信(xin)號(hao)已(yi)經(jing)從(cong)數(shu)字(zi)化(hua)並(bing)經(jing)過(guo)了(le)壓(ya)縮(suo),可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)通(tong)過(guo)網(wang)絡(luo)傳(chuan)輸(shu),從(cong)而(er)解(jie)決(jue)了(le)同(tong)軸(zhou)電(dian)纜(lan)的(de)傳(chuan)輸(shu)距(ju)離(li)和(he)傳(chuan)輸(shu)成(cheng)本(ben)的(de)問(wen)題(ti),圖(tu)像(xiang)上(shang)百(bai)倍(bei)壓(ya)縮(suo)的(de)效(xiao)果(guo),使(shi)得(de)視(shi)頻(pin)監(jian)控(kong)多(duo)路(lu)傳(chuan)輸(shu)成(cheng)為(wei)可(ke)能(neng),使(shi)得(de)大(da)型(xing)項(xiang)目(mu)集(ji)中(zhong)監(jian)控(kong)成(cheng)為(wei)可(ke)能(neng)。
目前,隨著網絡技術的成熟及互聯網的大範圍普及,遠程監控已經滲透到教育、醫療、政府、娛樂場所、道路交通、城市治安等多種領域。
網絡化帶來傳輸及安全技術需求
由於目前的網絡傳輸技術並不是針對現在的這種恒定碼流的圖像傳輸用的, TCP/IP協(xie)議(yi)把(ba)數(shu)據(ju)打(da)成(cheng)小(xiao)數(shu)據(ju)包(bao)傳(chuan)輸(shu),然(ran)後(hou)到(dao)目(mu)標(biao)端(duan)再(zai)重(zhong)新(xin)組(zu)合(he),使(shi)得(de)網(wang)絡(luo)傳(chuan)輸(shu)時(shi)產(chan)生(sheng)了(le)數(shu)據(ju)延(yan)時(shi)。眾(zhong)多(duo)的(de)小(xiao)數(shu)據(ju)包(bao)容(rong)易(yi)在(zai)公(gong)網(wang)中(zhong)丟(diu)失(shi),造(zao)成(cheng)圖(tu)像(xiang)解(jie)碼(ma)出(chu)錯(cuo)。針(zhen)對(dui)網(wang)絡(luo)傳(chuan)輸(shu)視(shi)頻(pin)的(de)需(xu)求(qiu),催(cui)生(sheng)了(le)一(yi)些(xie)新(xin)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)。
壓縮算法的需求:標準化的H.264算法
由(you)於(yu)網(wang)絡(luo)帶(dai)寬(kuan)的(de)改(gai)變(bian)是(shi)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)工(gong)程(cheng),根(gen)據(ju)目(mu)前(qian)的(de)技(ji)術(shu)和(he)運(yun)營(ying)商(shang)的(de)情(qing)況(kuang),網(wang)絡(luo)帶(dai)寬(kuan)的(de)使(shi)用(yong)成(cheng)本(ben)是(shi)製(zhi)約(yue)大(da)家(jia)使(shi)用(yong)更(geng)大(da)帶(dai)寬(kuan)的(de)主(zhu)要(yao)因(yin)素(su),所(suo)以(yi)為(wei)了(le)盡(jin)量(liang)在(zai)目(mu)前(qian)網(wang)絡(luo)環(huan)境(jing)中(zhong)傳(chuan)輸(shu)更(geng)多(duo)的(de)視(shi)頻(pin),市(shi)場(chang)對(dui)視(shi)頻(pin)的(de)壓(ya)縮(suo)算(suan)法(fa)提(ti)出(chu)了(le)要(yao)求(qiu)。H.264算法以運算複雜來提升壓縮質量,實現了在低碼流下(包括無線傳輸用的碼流)保持清晰完整的圖像技術,並能適應各種網絡帶寬,為視頻網絡傳輸提供了保證。
網絡安全傳輸技術的需求:加密算法
前(qian)麵(mian)提(ti)到(dao),數(shu)字(zi)化(hua)網(wang)絡(luo)傳(chuan)輸(shu)的(de)方(fang)式(shi)決(jue)定(ding)了(le)網(wang)絡(luo)傳(chuan)輸(shu)過(guo)程(cheng)中(zhong),數(shu)據(ju)包(bao)容(rong)易(yi)丟(diu)失(shi)或(huo)者(zhe)被(bei)截(jie)取(qu),使(shi)得(de)視(shi)頻(pin)安(an)全(quan)性(xing)受(shou)到(dao)挑(tiao)戰(zhan)。一(yi)般(ban)通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)機(ji)傳(chuan)輸(shu)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)很(hen)好(hao)的(de)數(shu)據(ju)加(jia)密(mi)傳(chuan)輸(shu),但(dan)是(shi)在(zai)前(qian)端(duan)設(she)備(bei)直(zhi)接(jie)接(jie)入(ru)網(wang)絡(luo),其(qi)沒(mei)有(you)計(ji)算(suan)機(ji)處(chu)理(li)複(fu)雜(za)加(jia)密(mi)的(de)性(xing)能(neng)存(cun)在(zai),很(hen)難(nan)實(shi)現(xian)網(wang)絡(luo)數(shu)據(ju)的(de)加(jia)密(mi)。
圖像完整性保證的需求:WATER-MARK技術
由(you)於(yu)數(shu)字(zi)化(hua)的(de)圖(tu)像(xiang)是(shi)通(tong)過(guo)數(shu)學(xue)模(mo)型(xing)算(suan)出(chu)來(lai)的(de),存(cun)在(zai)圖(tu)像(xiang)容(rong)易(yi)被(bei)修(xiu)改(gai)的(de)情(qing)況(kuang),使(shi)得(de)整(zheng)個(ge)錄(lu)像(xiang)證(zheng)據(ju)不(bu)能(neng)被(bei)法(fa)庭(ting)采(cai)用(yong),而(er)失(shi)去(qu)了(le)很(hen)多(duo)應(ying)用(yong)價(jia)值(zhi)。而(er)水(shui)印(yin)技(ji)術(shu)本(ben)來(lai)是(shi)一(yi)種(zhong)很(hen)好(hao)的(de)保(bao)護(hu)方(fang)式(shi),但(dan)是(shi)由(you)於(yu)算(suan)法(fa)複(fu)雜(za),而(er)且(qie)增(zeng)加(jia)水(shui)印(yin)算(suan)法(fa)後(hou),會(hui)增(zeng)加(jia)編(bian)碼(ma)處(chu)理(li)性(xing)能(neng),使(shi)得(de)現(xian)在(zai)很(hen)多(duo)場(chang)合(he)並(bing)沒(mei)有(you)使(shi)用(yong)標(biao)準(zhun)的(de)複(fu)雜(za)度(du)的(de)水(shui)印(yin)技(ji)術(shu)。
網絡傳輸流暢性需求:動態碼流及壓縮格式變化技術
前(qian)麵(mian)已(yi)經(jing)提(ti)過(guo),因(yin)為(wei)現(xian)在(zai)的(de)網(wang)絡(luo)傳(chuan)輸(shu)技(ji)術(shu)並(bing)不(bu)是(shi)針(zhen)對(dui)固(gu)定(ding)視(shi)頻(pin)流(liu)的(de)傳(chuan)輸(shu)而(er)設(she)計(ji),所(suo)以(yi)目(mu)前(qian)視(shi)頻(pin)在(zai)進(jin)行(xing)網(wang)絡(luo)傳(chuan)輸(shu)時(shi),網(wang)絡(luo)並(bing)不(bu)穩(wen)定(ding),製(zhi)約(yue)了(le)我(wo)們(men)需(xu)要(yao)的(de)固(gu)定(ding)視(shi)頻(pin)流(liu)傳(chuan)輸(shu)的(de)效(xiao)果(guo)。而(er)且(qie)在(zai)一(yi)些(xie)場(chang)合(he)中(zhong),視(shi)頻(pin)的(de)實(shi)時(shi)傳(chuan)輸(shu)是(shi)遠(yuan)程(cheng)監(jian)控(kong)的(de)必(bi)要(yao)條(tiao)件(jian),使(shi)得(de)網(wang)絡(luo)設(she)備(bei)必(bi)須(xu)具(ju)備(bei)網(wang)絡(luo)動(dong)態(tai)偵(zhen)測(ce)環(huan)境(jing),並(bing)動(dong)態(tai)自(zi)身(shen)調(tiao)節(jie)碼(ma)流(liu)和(he)圖(tu)像(xiang)編(bian)碼(ma)格(ge)式(shi)的(de)功(gong)能(neng)。
解決方式
由於主流DSP處理性能的不足,不能解決上述功能需求,而高性能DSP的成本非常高,所以我們建議以ASIC的方式解決DSP處理能力不足的問題。由以上需求所提出的現存技術難點,我們得出:網絡化視頻傳輸的前端必須具備強大的壓縮處理能力,並且具備計算機的一些處理能力,以方便對加密算法,水印技術等進行處理。
普通的ASIC芯片不具備上述能力,所以我們認為具有複雜處理能力的SOC架構的ASIC具備解決視頻網絡化帶來的技術需求和成本矛盾。
ASIC SoC是一種麵向特定應用的片上係統,具有高性能、強實時、高可靠、低功耗、低成本化等特點,一般具備以下特征:至少有一個以上的CPU核;具有規範的總線架構;具有RAM 資源(或片上訪存控製器);具有適量的I/O設備;具有可擴展的接口等。
由於SoC是麵向特性應用的片上係統,結合硬件加速等技術可以實現H.264的高複雜度的算法運算,並可針對視頻編碼方麵進行優化,實現最優化效果。SoC ASIC除了具備如處理那樣的係統處理能力,同時硬件芯片的其他優點,如實現硬件加密等功能。
就如在國內推出的H.264的3510係列芯片,它就是針對視頻網絡化的趨勢開發出來的一款SOC芯片,它采用了專業H.264硬件編碼器和加速引擎 (可使用標準的解碼器來播放)、硬件的DES/3DES加密算法等,使得該芯片克服了目前DSP運算能力不足和ASIC芯片係統不夠靈活的缺點。
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