視頻編碼器新技術(shù)發(fā)展趨勢探討

    【市場分析】

    局域網(wǎng)孤島式的標(biāo)清視頻系統(tǒng)在向兩個(gè)方向進(jìn)化，一個(gè)是局域網(wǎng)高清視頻系統(tǒng)，另一個(gè)個(gè)是互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)清視頻系統(tǒng)，這就要求新一代的視頻系統(tǒng)必須兼顧高標(biāo)清分辨率，支持多碼流和多協(xié)議，支持跨局域網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的直播，錄播，點(diǎn)播應(yīng)用。

    互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)徹底改變了人們的生活和溝通方式，從Web1.0到Web2.0再到搜索引擎，人們先是可以通過互聯(lián)網(wǎng)獲取文字和圖片信息，最近幾年，還可以通過互聯(lián)網(wǎng)獲取視頻文件信息并且和別人分享自己上傳的視頻片段，如：土豆網(wǎng)，優(yōu)酷網(wǎng)等，可以預(yù)見，在不遠(yuǎn)的未來，通過互聯(lián)網(wǎng)獲取在線實(shí)時(shí)視頻信息或者發(fā)布共享在線實(shí)時(shí)視頻信息將成為一個(gè)新的市場增長點(diǎn)。

    基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用其實(shí)一直活躍在傳統(tǒng)的垂直行業(yè)市場，網(wǎng)絡(luò)視頻是一個(gè)古老但又充滿挑戰(zhàn)的技術(shù)領(lǐng)域：

    視頻會(huì)議系統(tǒng)是為了滿足多點(diǎn)全雙工視頻通信而誕生的，通過視頻會(huì)議攝像機(jī)，視頻會(huì)議終端和多點(diǎn)接入單元構(gòu)成了多點(diǎn)視頻雙工通信系統(tǒng)，人們可以通過專用系統(tǒng)和專屬網(wǎng)絡(luò)異地召開會(huì)議，這種系統(tǒng)的出現(xiàn)，可以縮短人們奔赴異地開會(huì)的成本，降低出行頻率，縮短決策時(shí)間。如寶利通公司的視頻會(huì)議系統(tǒng)，思科公司的網(wǎng)真系統(tǒng)均屬于該類系統(tǒng)；

    視頻監(jiān)控系統(tǒng)是為了滿足同時(shí)觀看多個(gè)異地的視頻信息而誕生的，通過網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，存儲服務(wù)器和轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，可以構(gòu)建出一個(gè)典型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過客戶端或者監(jiān)控中心的電視墻，可以同時(shí)觀看多個(gè)異地空間的視頻信息，應(yīng)用于應(yīng)急指揮，安全監(jiān)控，智能交通等多種場合；

    視頻錄播和直播系統(tǒng)是為了滿足多個(gè)用戶同時(shí)觀看一個(gè)或者幾個(gè)視頻源而誕生的系統(tǒng)，攝像機(jī)，錄播服務(wù)器和客戶端可以構(gòu)建出一個(gè)典型的視頻錄播和直播系統(tǒng)，多個(gè)客戶端可以同時(shí)登陸錄播服務(wù)器觀看在線視頻或者點(diǎn)播錄像視頻，這種系統(tǒng)主要應(yīng)用于教育行業(yè)的錄播教室，醫(yī)療行業(yè)的數(shù)字手術(shù)室和公檢法行業(yè)的數(shù)字庭審等場合。

    上述的三種典型系統(tǒng)抽象出來的模型是：多點(diǎn)看一點(diǎn)，一點(diǎn)看多點(diǎn)，多點(diǎn)看多點(diǎn)，為了滿足這三種基本模型的技術(shù)需要以及融合互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)需要，就需要一種設(shè)備，既能適用現(xiàn)有的體系，又可以支持在互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，這樣集成商現(xiàn)有的業(yè)務(wù)既能在專網(wǎng)用私有協(xié)議升級到高清視頻，又可以利用Flash流媒體技術(shù)全面快速的推進(jìn)到互聯(lián)網(wǎng)市場，基于奧維視訊公司最新的第三代嵌入式處理器系統(tǒng)框架技術(shù)的AURORA系列網(wǎng)絡(luò)編碼器產(chǎn)品和MAYA系列網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品，是目前市場上唯一支持多模協(xié)議的嵌入式編碼設(shè)備，該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念是為集成商用戶提供三個(gè)維度的統(tǒng)一：第一是高標(biāo)清視頻分辨率維度的統(tǒng)一，針對現(xiàn)在處于標(biāo)清視頻系統(tǒng)向高清視頻系統(tǒng)過度階段以及專網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)帶寬資源的差異，奧維視訊的1080P高清產(chǎn)品可以提供從320×240分辨率到1920×1080分辨率，從每秒10幀到每秒60幀的不同組合碼流，碼率支持范圍從100kbps直到20Mbps，視頻全部采用最先進(jìn)高效的H.264 High Profile壓縮算法，音頻采用雙聲道立體聲AAC或MP3壓縮算法，可以極大的節(jié)省帶寬并提升音視頻的主觀質(zhì)量；第二是數(shù)模接口的統(tǒng)一，目前模擬信源設(shè)備在市場的保有量依然巨大，而高清視頻又多采用數(shù)字接口，隔行視頻和逐行視頻依然并存，這就勢必導(dǎo)致集成商和最終用戶需要采購多種編碼設(shè)備以用于不同信源對網(wǎng)絡(luò)的接入，而奧維視訊的AUR3G7KE系列產(chǎn)品則針對這種多標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)模接口并存的情況，給出了完美的答案，其允許用戶系統(tǒng)在零改動(dòng)的前提下支持包括模擬復(fù)合視頻（CVBS和SVideo），模擬分量視頻（Component），VGA模擬圖形接口（RGBHV），DVI-D數(shù)字圖形接口，HDMI多媒體高清數(shù)字接口以及SDI/HDSDI/3GSDI高清串行數(shù)字接口在內(nèi)的多種信號源的接入，極大的保護(hù)了客戶的投資，并幫助集成商以最快的速度和零替換成本應(yīng)對最終用戶和系統(tǒng)的需求；第三是多模接入?yún)f(xié)議的統(tǒng)一，奧維視訊的設(shè)備可以同時(shí)支持四種接入?yún)f(xié)議，包括TS傳輸流協(xié)議，RTSP實(shí)時(shí)流媒體傳輸協(xié)議，F(xiàn)lash的RTMP協(xié)議以及AVST私有協(xié)議，其中私有協(xié)議適用于垂直行業(yè)集成商現(xiàn)有的錄播類平臺軟件，AVST針對私有協(xié)議提供完整的PC端SDK開發(fā)包和技術(shù)支持服務(wù)，SDK開發(fā)包支持高效率的1080P60解碼和顯示庫，支持包括網(wǎng)絡(luò)預(yù)覽，存儲，播放，轉(zhuǎn)發(fā)等多種核心媒體層功能；TS傳輸流協(xié)議多用于廣電系統(tǒng)平臺，基于STB系統(tǒng)的信息發(fā)布平臺以及各種直播系統(tǒng)；RTSP實(shí)時(shí)流媒體傳輸協(xié)議多用于基于Apple公司開發(fā)的Darwin流媒體服務(wù)器的專網(wǎng)系統(tǒng)或者Apple公司的各種終端設(shè)備如iPhone，iPad和MAC電腦；RTMP實(shí)時(shí)信息協(xié)議則是最為核心的部分，奧維視訊公司在嵌入式系統(tǒng)上成功的開發(fā)了Flash Media Server軟件協(xié)議棧，這使得用戶可以直接使用支持Flash的瀏覽器在無插件狀態(tài)下直接觀看設(shè)備的Flash視頻，并且編碼設(shè)備還支持直接推送Flash音視頻流到Flash流媒體服務(wù)器，其中包括Adobe公司的FMS服務(wù)器，開源版本Red5服務(wù)器和商用的WOWZA服務(wù)器。

    【編碼器產(chǎn)品特點(diǎn)】

    AUR3G7KE是奧維視訊AURORA第三代編碼器產(chǎn)品線的主打產(chǎn)品，AUR3G7KE采用了智能接口技術(shù)，設(shè)備支持上電自動(dòng)識別輸入信號格式，在設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，還可以隨時(shí)跟蹤并同步輸入信號，即如果上電時(shí)設(shè)備檢測到的信號是1080P60，進(jìn)行編碼傳輸?shù)臅r(shí)候，信號源變成了720P60，那么無需任何重啟或者人工干預(yù)，編碼器可以自動(dòng)檢測到信號源的改變，并且做出相應(yīng)的調(diào)整，網(wǎng)絡(luò)傳輸一直到解碼顯示端的格式和分辨率都會(huì)隨之同步改變，極大的提升了用戶體驗(yàn)性和系統(tǒng)智能性。AUR3G7KE支持四模網(wǎng)傳協(xié)議，為客戶提供完善的SDK和協(xié)議文檔，可以支持標(biāo)準(zhǔn)的RTSP協(xié)議，RTMP協(xié)議，TS協(xié)議和私有協(xié)議，值得一提的是，采用私有協(xié)議的情況下，當(dāng)編碼器工作在1080P30/P60模式下，系統(tǒng)的端到端延遲只有110-120ms，可以完全達(dá)到強(qiáng)實(shí)時(shí)的效果。

    AUR3G7KE產(chǎn)品線支持創(chuàng)新性的開窗視頻處理技術(shù)，其中包括硬件縮放技術(shù)，去隔行（交織）技術(shù)，幀頻轉(zhuǎn)換技術(shù)（上變頻和下變頻），分辨率和幀率轉(zhuǎn)換技術(shù)，可以處理如576i/480i/1080i的隔行視頻轉(zhuǎn)逐行功能，可以將低清晰度的視頻影像轉(zhuǎn)換為高清逐行視頻影像，開窗技術(shù)支持用戶定制各種非標(biāo)準(zhǔn)視頻影像格式。AUR3G7KE采用了多種先進(jìn)的影像處理技術(shù)，其中包括多個(gè)感興趣目標(biāo)區(qū)域編碼技術(shù)（Multi-ROI-Coding），可以針對用戶設(shè)定的多個(gè)感興趣區(qū)域進(jìn)行優(yōu)先質(zhì)量編碼，在帶寬不變的前提下，使得ROI區(qū)域的畫質(zhì)得到極大的提升；同時(shí)，該產(chǎn)品還支持自適應(yīng)場景切換，并且針對多種典型用戶場景進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化，使得AUR3G7KE在電影模式，桌面模式，文本模式，內(nèi)鏡模式，錄像模式，直播模式，會(huì)議模式以及監(jiān)控模式這些典型應(yīng)用場景均能表現(xiàn)出最優(yōu)的性能。

    AUR3G7KE支持全高清實(shí)時(shí)雙碼流輸出，可以在主碼流支持1920x1080p25的H.264-HP標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)在副碼流支持720x576p25的H.264-HP標(biāo)準(zhǔn)，并且主副碼流可以獨(dú)立設(shè)置碼率和H.264的編碼檔次（BP/MP/HP）以及網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，典型應(yīng)用即可以在局域網(wǎng)（專網(wǎng)）內(nèi)使用RTSP協(xié)議或者私有協(xié)議配合1080P全高清主碼流工作在4-8Mbps碼率，在互聯(lián)網(wǎng)（公網(wǎng)）使用RTMP協(xié)議配合720x576p25/320x240p30副碼流工作在200-500kbps碼率，滿足“局域網(wǎng)看的清，互聯(lián)網(wǎng)看的到”的市場需求。

    【系統(tǒng)集成案例】

    奧維視訊第三代嵌入式處理器系統(tǒng)框架軟件開發(fā)包（AVSolution Technology Co., Ltd Embedded-Processor-System-Framework III，以下簡稱SDK3.0）是一套高性能的基于IP網(wǎng)絡(luò)的多媒體中間件軟件，基于奧維視訊的第三代嵌入式處理器系統(tǒng)框架技術(shù)，SDK3.0可以支持奧維視訊全部EPSF-III系列的嵌入式產(chǎn)品，包括AURORA系列的嵌入式高清編碼器，MAYA系列的網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)，CERES系列的高清解碼器和服務(wù)器，目標(biāo)是可以構(gòu)建出一套基于IP的跨局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的全高清音視頻系統(tǒng)。

圖-2 SDK3.0中間件軟件構(gòu)成

    AVST的嵌入式設(shè)備包括AURORA高清編碼器和MAYA高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)兩個(gè)產(chǎn)品線，包括均支持多碼流多協(xié)議應(yīng)用，SDK3.0針對標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的互聯(lián)協(xié)議MPEG-TS協(xié)議，RTSP協(xié)議，RTMP協(xié)議提供了設(shè)備控制接口調(diào)用例程，用于可以使用現(xiàn)有的系統(tǒng)或者開源/商用流媒體服務(wù)器進(jìn)行系統(tǒng)集成，如使用MPEG-TS協(xié)議和組播功能實(shí)現(xiàn)廣電系統(tǒng)電視信號監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程多媒體信息發(fā)布，如使用RTSP協(xié)議和Darwin服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)字法庭和遠(yuǎn)程審訊系統(tǒng)集成，如使用RTMP協(xié)議和FMS4.5或者Red5服務(wù)器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)直播和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)直播系統(tǒng)集成；針對奧維視訊的私有高性能互聯(lián)協(xié)議提供了完整的多媒體中間件軟件，可以快速開發(fā)或部署錄播，直播，點(diǎn)播服務(wù)器，轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，客戶端以及數(shù)字矩陣支持多屏高清電視墻顯示。

    圖-3 SDK3.0中間件軟件典型系統(tǒng)集成

    【總結(jié)】

    美國德州儀器公司市場拓展經(jīng)理鄭小龍先生表示：“德州儀器公司（TI）致力于為客戶提供優(yōu)異的解決方案，以幫助他們從容應(yīng)對各種設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。我們很高興看到奧維視訊采用TI的達(dá)芬奇技術(shù)推出一系列基于IP的1080P高清視頻產(chǎn)品和系統(tǒng)級解決方案，這可以更有效的幫助集成商和工程商快速完成系統(tǒng)集成和系統(tǒng)部署。未來，TI和奧維視訊將繼續(xù)保持深入的合作，相信TI強(qiáng)大的視頻處理器平臺能為奧維視訊帶來更大的成功及數(shù)字視頻處理業(yè)界更多的創(chuàng)新突破�！�

    奧維視訊總經(jīng)理王福宇先生表示：“信息技術(shù)可以降低人和人之間溝通的成本，降低獲取未知信息的成本，只要是能降低溝通成本或者獲取未知信息成本的技術(shù)，總是能成功的轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，形成新的市場，推動(dòng)生產(chǎn)力的發(fā)展和人類文明的進(jìn)步。產(chǎn)業(yè)鏈的變革是不可避免的，在消費(fèi)市場和行業(yè)市場都是如此，新興的互聯(lián)網(wǎng)視頻技術(shù)正在和傳統(tǒng)的行業(yè)市場快速融合，奧維視訊專注于高性能視頻產(chǎn)品核心技術(shù)的研發(fā)和積累，可以為多個(gè)垂直行業(yè)的集成商和工程商客戶提供優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品和系統(tǒng)產(chǎn)品，我們愿和廣大客戶緊密合作，共同開啟數(shù)字視頻市場的新篇章。”