视频数据联网技术简述(2)

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·第一代压缩编码方法：MPEG-1、MPEG-2、H.261、H.263；

·第二代压缩编码方法：MPEG-4、H.264。

    通俗来说，MPEG-4注重视频的多媒体特性，而H.264更侧重窄带下视频的传输和存储。鉴于厂家在MPEG-4、H.264上对标准进行了不同的裁剪，导致各厂家的视频压缩格式互不兼容，这给视频联网带来了较大的困难，承担联网的单位需要与各个厂家协商得到相应的视频压缩格式。

控制协议
    厂家均自行定义了控制协议（特别是对硬盘录像机、视频矩阵的控制），协议内容主要包括：帧长度定义、格式定义、波特率、通讯格式、控制类（设备控制、云台控制、显示控制）、报警、布防、撤防设置类。

    相对处理不同厂家视频压缩和解压来说，实现对不同厂家的视频设备控制要简单得多，一般来说，涉及的厂家视频设备控制协议中的终止命令不超过百条。

数据联网方式
工业控制总线的结构特点
    传统的模拟控制系统采用一对一的设备连线，按照控制回路分别连接（见图2）。

    所有的仪器仪表均一对一的连接到监控主机上，所有的仪器仪表输出均为4-20mA或1-5v的模拟信号。

    采用总线方式的工业控制总线，用一根总线可以连接所有的控制器，而控制器又可以连接仪器仪表，总线上传输的是数字信号（如图3）。

数据联网总线连接方式
    第一种，前端服务器联网方式（见图4）。这是目前数据联网采用比较多的方式，即在用户端安装一个前端服务器，主要承担将用户数据系统的控制、报警、状态信息解析成后台的标准信息格式发送给后台服务器，同时由后台服务器发出的控制命令通过前端服务器解析成用户数据系统能接受的信息格式发送到用户数据系统。

    第二种，后台服务器解析联网方式（见图5）。后台服务器解析联网方式是将用户数据系统的协议解析由后台服务器承担，这样可以省去了前端服务器，降低了联网成本。

    从两种数据联网方式上看，前端服务器联网方式和后台服务器联网方式各有特点。有些数据系统没有网络接口，也有的数据系统需要不断的发送申请指令，数据系统才响应申请命令输出数据系统的状态。如果没有连续不断的申请指令，数据系统就不输出数据系统的状态，因此这类数据系统只能采取前端服务器联网方式，所以比较理想的方式是混合方式，即前端服务器联网和后台服务器联网同时采用的方式。

视频联网方式
    目前国内的视频联网技术总的来说分为“软联网”和“硬联网”方式，两种方式也是各有特点，适用于不同的场合。

软联网
    软联网方式是采用后台视频服务器解压来自经不同厂家压缩的视频流，解析相应的控制协议，并将视频显示在电视墙上。
软联网方式需要知道各厂家的视频压缩标准和控制协议。为此，负责联网的单位的开发工作量和协调工作量非常大，同时用户的视频监控系统需要具有网络接口和联网能力。

    采用软联网方式的费用低，经济性好，无须配置前端视频服务器，从而节省费用。但是随之带来的是开发工作量大，而且后台视频服务器的多路视频解压负担很重，从而导致需要增加多台后台视频服务器，随着高清视频的普及应用，完全由后台视频服务器承担多路视频解压这个问题会更加突出。

硬联网
    硬联网方式是指在用户端设置视频服务器，将视频监控系统中的视频矩阵或硬盘录像机的视频输出作为视频服务器的输入，通过RS-485控制视频矩阵或硬盘录像机的视频输出。视频服务器将来自视频矩阵或者硬盘录像机的视频输出作为自己的视频输入重新压缩编码，并将统一的压缩视频流发送到后台视频服务器。

    硬联网方式的显著优点是不需要知道各厂家的视频压缩标准，只需要知道控制协议就可以实现视频联网。同时由于设置了视频服务器，对早期的磁带录像机、不具备联网功能的视频设备也能实现联网，而且联网的开发工作量小、效率高。这同时带来了两个问题：一是在用户端配置视频服务器，对整个联网系统来说设备费用会增加；二是由于重新对来自视频矩阵或者硬盘录像机的视频输出（特别是录像回放）进行压缩，这意味着对视频信号进行了两次压缩（指远程视频回放状态下），每一次压缩处理都将损失部分视频信息，尤其是视频信号的高频部分（对应视频图像的细节部分），两次压缩处理会有更多的视频信息损失，因此在设置二次视频压缩处理时应将因二次视频压缩导致的视频信息损失减为最小。因此，在采用硬联网技术时，应当优化二次视频压缩比，尽量与一次视频压缩相匹配。

视频和数据联网的综合处理
    目前许多用户对视频和数据联网综合处理已经有明确的需求，因此在进行视频和数据联网的综合处理时需要进行优化组合。从我们的开发经验来看，将数据联网的前端服务器和视频联网的视频服务器合为一台综合前端服务器将大大节省联网成本，同时后台服务器完成视频联网的后台视频服务器功能和数据联网的服务器功能。

    视频和数据联网的综合处理除了视频和数据监控自身的原有功能外主要包括：映射表、映射功能、巡检功能、核警功能、保安定位功能、调度功能、综合电子地图显示功能。

    视频和数据监控系统联网技术在国际上也是新的课题，我们希望与国内外的专家学者一起讨论和研究，提高联网应用水平。