高清网络摄像机码流处理技术分析

　　网络监控应用问题分析

　　网络基础环境是网络视频监控市场良好发展的重要因素之一。目前，我国网络视频监控市场缺乏良好的网络基础环境，使得网络视频监控、尤其是高清网络视频的应用受到了一定的阻碍。

　　高清网络摄像机在图像清晰度上有了质的飞跃的同时，也给网络监控系统带来了一系列的问题：

　　·网络带宽紧张：分辨率越大、清晰度超高，传输的码流就会增大，增加了网络带宽压力;

　　·存储空间大：数据流量的翻倍，增大了存储量，增加了网络存储的压力;

　　·管理平台软硬件负载加剧;

　　·建设成本加倍。

　　因此，在追求高画质的同时，对网络视频监控设备的厂家提出了解决以上问题的要求。所以，需要对视频码流的处理与控制技术予以不断的发展，以应对高清所带来高带宽、大容量存储等问题。

　　视频压缩技术发展

　　在视频监控领域，视频压缩编码格式从M-JPEG、H.263、MPEG4到H.264的发展，目前H.264是主流应用的压缩算法。其最大的优势是具有很高的数据压缩率，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-4的1.5-2倍。H.264在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像，正因为如此，经过H.264压缩的视频数据，在网络传输过程中所需要的带宽更少，也更加经济，大大节省了用户的下载时间和数据流量。

　　在技术上，H.264集中了以往标准的优点，并吸收标准制定中积累的经验。与H.263、MPEG4相比，H.264做到了大幅度降低码率，最多可节省50%的码率，有效地实现了码流控制。现在有较多的厂家的网络视频产品均采用了先进的H.264压缩算法。

　　码流处理技术分析

　　即使采用了先进的H.264压缩算法，高清720P也需要3-4M的码流，高清1080P也需要4-6M的码流，仍然解决不了网络、存储压力等问题，于是出现了多种码流处理方式。

　　流模式选择功能

　　网络摄像机一般传输音视频流，但支持码流可选模式，即：音视频流、纯视频流，也有摄像机支持纯音频流模式。在根据不同的音视频需求时，选择相应的流模式，可以大大缓解网络压力、存储压力、降低投资成本等。

　　多种编码技术

　　高清网络摄像机较多都支持三种编码技术，即支持JPEG/MPEG-4/H.264三种不同的压缩格式，可以根据客户实际情况设置这三种码流。比如：将较低码流的H.264视频压缩格式的D1图像传向远端给客户进行实时监看，同时将百万像素的H.264视频压缩格式实时图像传入存储服务器进行录像，另外还可以在报警的时候传输百万像素的JPEG图像，便于事后进行放大确认，寻找可疑对象等。多种编码技术的配合应用，同样解决了缓解网络压力、存储压力的问题。

　　双码流处理技术

　　双码流，即在网络摄像机中同时并存两种码流。双码流是通过在编码端采用两种格式分别编码来实现的。一种码流用于网络传输，另一种码流用于高品质实时存储，双码流同时兼顾了本地存储和远程网络传输，解决了网络传输的瓶颈。双码流的实现，为本地存储掀启了新的一页。分别编码，另行存储，根据网络带宽灵活选择码流大小，让本地高清存储与低码流传输并存成为可能。

　　多码流处理技术

　　相对于双码流，多码流对码流的输出提供了多组独立的选择，通过多个客户端分别访问该摄像机预先设置好的多种码流。如：300万（15帧/秒）、1080P（25帧/秒）、720P（25帧/秒）和D1（25帧/秒），每个客户端都能同步接受到预先设置的码流。该技术是要实现在多种应用需求的环境下，摄像机能提供多种独立码流选择的同时，且能同样减低网络的负载和压力。例如存储用300万，本地客户端访问用1080P，电视墙显示用720P，远程客户端访问用D1，而手机移动用户选择CIF或QCIF等更小分辨率，彼此之间毫无影响且能同时发送。如此一来，就避免了网络摄像机中只有一个选择，既满足了高清监控需求，也节省了存储空间。

　　目前各个厂家对多码流处理技术有所不同。如支持多个并发码流，但是这些视频码流必须是相同参数配置的，修改任何一路码流的参数配置，如分辨率、帧速等，则其他所有的码流配置都将发生变化，这并不能做到真正的多码流控制。真正的多码流技术，多个码流是完全独立配置的，可以分别为不同的分辨率、不同的帧速、不同的压缩比率或者不同的编码方式，与此同时，在多码流性能上支持多个并发的全分辨率、全帧速的独立并发码流。业内，已有厂商的网络视频产品具有该多码流单独处理技术。

　　流控制机制

　　对于网络摄像机，处理多码流外，对于每一个独立配置的视频码流，实现良好的流控制机制，在应用中同样起着十分重要的作用。码流控制包含可变码流、恒定码流以及最大流限制模式。

·可变码流，保持设定的视频配置参数，如分辨率、帧速等，视频流