由于通过异构网络接入的各种视频前端设备编码格式、压缩比、压缩质量以及传输协议不一,造成城市安防系统需要整合大量的异构视频资源,引起设备兼容的问题。为了解决这个问题,需要采用视频转码网关对非标准的视频流进行转码处理,统一视频压缩格式及传输模式。
视频转码技术主要是对压缩的视频码流进行端到端的处理,使得转码后的压缩码流更能适应传输信道带宽以及接收端的要求。比如预先把压缩的视频比特流的码率降低,可不用在解码端加上额外的操作实现数据接收;或者压缩的固定比特率视频流可根据网络带宽动态调整码率等。其基本原则是在环境和处理能力受限的情况下,在码流转换的质量和复杂性之间取得最佳折衷,实现异构网络间的视频自由交换。实现的关键是对压缩视频码流中的压缩数据进行复用,避免重新编码中的复杂运算。转码可采用的技术主要包括码率转换,分辨率转换,帧率转换等。
转码网关同时也能够对接入设备的控制命令和传输协议进行统一转换,如矩阵切换和云台控制等命令,使用户可以透明的操作前端设备。目前由于视频编码转码计算复杂度较高,系统内还不能统一所有的视频信息,采用标准化通信协议使客户端能够通过插件实现对不同视频压缩协议的支持,所以可以在不改动流媒体服务器和传输方式的情况下,实现系统向后兼容。
3.3面向安防监控的高效视频编码技术
为了满足安防视频监控业务各种特殊要求,面向安防监控业务的视频编码应具有容错性、可伸缩性、智能化的特性。
1) 容错性。监控业务中的视频传输必须实时、可靠。因此视频编码器必须具备抗误码能力,使压缩视频流在传输过程中对信道误码敏感,即使单个突发性错误也可能严重干扰接收端的正常解码,造成恢复视频质量的急剧下降。这种技术能够将发生错误的视频恢复到初始视频流或接近初始视频流的质量,保证监控视频传输的服务质量。
2) 可伸缩性。由于监控业务中应用需求的多样化和网络传输的异构特性,要求面向安防监控的视频编码需要具有时域和空域上的伸缩性,以适应不同的应用环境。可伸缩性视频编码是一种具有动态可调整性码率的编码技术,即视频数据只压缩一次,却能以多个帧率、空间分辨率或视频质量进行解码,从而可支持多种类型用户的各种不同应用要求。
3) 智能化。针对公安,公交业务的需求,要求能够实现人脸识别、车牌识别等智能化视频业务。面向安防监控业务的视频编码可以在压缩过程中增加场景变化的实时监控检测以及为入侵报警功能提供接口,使编码器具有移动侦测,智能报警的能力。
我国拥有自主知识产权的AVS(数字音视频编解码技术标准)标准已经成为国家标准,目前正在制定面向安防监控的音视频编码标准AVS-S的视频编码部分。AVS-S总体目标是为迅速发展的公共安全与监控领域设备提供音视频解码、系统、版权保护和文件格式等方面的规范和标准,需求为:能适应多种网络情况,支持通过专网、互联网、无线网络等传输,支持实时的码率可调,支持感兴趣区域的高质量编码,支持变化环境的优化编码,支持位置信息等辅助信息叠加,面向存储的优化编码。