DVS(digital video server)网路视频伺服器、又叫数字视频编码器,是一种压缩、处理音视频数据的专业网路传输设备,由音视频压缩编解码器晶片、输入输出通道、网路接口、音视频接口、RS485串列接口控制、协定接口控制、系统软体管理等构成,主要是提供视频压缩或解压功能,完成图象数据的採集或复原等,目前比较流行的基于MPEG-4或H.264的图像数据压缩通过Internet网路传输数据以及音频数据的处理。
基本介绍
- 中文名:网路视屏伺服器
- 外文名:DVS(digital video server)
介绍
经过几年的发展,已经由单功能的视频传输,逐渐发展成为带WIFI网路,带本地SD卡存储 ,或USB存储或IDE硬碟存储等;传输通道也从原来单路逐渐发展成为:单路D1,两路HD1,四路CIF和多路兼容的多选单操作与管理的集成系统。
网路视频伺服器的通讯方式也由原来单纯的有线网路,逐渐发展成为:有线与无线WIFI(802.11ab g通讯协定)兼容,无线的传输距离也由原来的几十米(30-100米),发展成为的几十公里(30-50公里)。
网路视频伺服器与模拟摄像机连线到一起就构成了数字摄像机,又称IP摄像机,是从模拟摄像机向IP摄像机过渡的一种中间产品。有些网路视频伺服器带有存储功能,此类产品与带有网路功能的硬碟录像机(DVR)在功能上已经十分接近了,有逐渐融合的趋势。
DVS的其它含义,Dynamic Vector Streaming,动态矢量流。
数据构成
网路视频伺服器是一种实现音视频数据编码、网路传输处理的专用设备,它由音视频编码器、网路接口、音视频接口RS422/RS485串列接口、RS232串列接口等构成。
音视频压缩编码器:由于模拟视频数据量非常大,通过数模转化后,数据量也很大,故要利用成熟的编码技术,将视频数据在满足网路传输要求的技术指标下进行高压缩比的编码,以满足传输要求。
以前的网路视频伺服器一般採用M—JPEG等编码器,用户无法实现更高的压缩码率,以适合于各种不同的网路环境,只能通过减低帧率实现效果一般的网路传输效果。各公司都已经推出了MPEG4的网路视频伺服器以更能视频网路传输的要求。
网路接口:由于以前的模拟产品的组网都主要通过建立昂贵的独立光纤实现网路传输,网路视频伺服器的乙太网接口可以方便地实现IP组网,实现数据传输。网路视频伺服器主要採用TCP/IP等协定实现音视频数据、控制数据和状态检测信息等数据的网路传送。
音视频接口:网路视频伺服器带有标準模拟音视频输入接口,方便监视各通道的视频信号。NVS900採用Dynamic Stream Control技术保证双向音频实时传输,视频帧率根据频宽自动调节,网路中断后自动连线技术。
RS422/RS485串列接口:网路视频伺服器带有RS422/RS485串列通讯接口,可通过通讯线外接如云台、快球等各种外设。
网路监控视频伺服器可配合计算机中控软体实现大系统组网方案,有的厂家网路视频伺服器提供开放的SDK,供用户或第三方厂商开发和构建新的套用方式。
产品区别
DVS指的是在传统DVR的基础上扩展了网路功能的DVR产品,这样使得更多的用户可以进行访问,正是由于这种产品开发的理念,令到带网路功能的DVR产品还是传统意义上的DVR,其主要功能仍然是存储,这也决定了它的市场定位是在小範围的网路环境中,监控点也有限.
而视频伺服器的主要功能侧重于网路传输,这里所说网路是一个大的概念,产品的设计定位在可适应不同的网路环境,如LAN,WAN,INTERNET或无线网路等,且不限制监控点的数量,不限制用户访问的数量等。
从产品的套用来看,视频伺服器的着眼点在于远端监控,如道路交通、无人值守的变电站、油田生产管理、电信机房监控等领域,这些领域的监控点分散,距离较远布线困难,如果要建立一个全新的系统,则可以直接选用网路摄像机,如果系统已有传统的监控前端,则可以採用视频伺服器作为有效的补充;如果监 控的範围是在小区域内,无需远端监控,则可以採用DVR会更为实际。
信息化时代的来临,人们对网路套用提出了更高的要求,网路摄像机和视频伺服器可以在世界的任何一个角落透过INTERNET进 行远端监控,免去了複杂的网路配置和布线工作,大大减少了工程成本,在远距离集中监控的环境中起到了不容忽视的作用。
虽然网路摄像机和视频伺服器作为网路 时代的代表性产品,也还处在不断发展和改进的过程中,当它的网路优势愈来愈受到业界内人士重视,相信随着网路资源的不断完善,产品也将进一步发挥出它的潜力。
特点
网路视频伺服器具有传统设备所不具备的诸多特点,具体表现如下:
(1)将多通道、网路传输、录像与播放等功能简单集成网路,这点对的H264网路型硬碟录像机而言也很容易实现,但是两种产品的基本功能不同也导致了其套用场合不同,对于模拟阶段及第一代的网路性能不好的设备而言,网路视频伺服器可以提供较低成本的解决方案。
(2)网路视频伺服器通过网路技术,可以在实现只要能上网的地方就可以浏览画面,採用配套的解码器则可以不需要计算机设备直接传输到电视墙等方式浏览,极大的节约了远程监控的成本。
(3)网路视频伺服器的多协定支持,与计算机设备进行完美的结合,形成更大的系统集成网路,完成数位化进程。
网路视频伺服器在视频领域中的套用主要是利用网路视频伺服器构建远程监控系统。基于网路视频伺服器的多通道数字传播技术具有传统的基于磁带录像机的模拟输出系统无可比拟的诸多优势,网路视频伺服器採用开放式软硬体平台和标準或通用接口协定,系统扩展能力较强,能够与未来全数字、网路化、系统化、多通道资源共享等体系相衔接。是CCTV设备由模拟向数字过渡的最佳方案。
而从长远来看,网路视频伺服器的系统集成有巨大的潜在市场和深远的发展前景,因为从深层次来看,视频网路化、系统集成不仅仅是视频传输的问题,它代表未来视频套用的网路化和信息互动的套用发展趋势,是一种从内容上更深层次上的互动,具有广阔的发展潜力,是未来3G、宽频业务的核心内容之一。因此可以肯定,随着数位技术和网路技术的不断发展,网路视频伺服器在视频领域中的套用将有更多的延伸
伺服器
(1) 採用先进的技术,且符合国际潮流
(2)网路化、数位化
(3) 高清晰度图像
(4) 多许可权功能
(5)实用性与即插即看
(6)多画面图像切换、显示
(7) 远程报警及联动控制
(8) 中文界面
(9)设备简单,便于施工
(10) 远程系统维护和系统管理
(11) 防黑客攻击
(12)防病毒入侵
(13) 良好的可扩容性
(14) 保密性能优越
(15) 能够自动连线ADSL,拔号上网。
(16) 先进的二级域名解析系统
套用
领域
由于网路视频伺服器具备上述优势,因此它将创造许多新颖的套用方式,以满足电视传媒的需要,并可大大提高生产率和降低设备维修和人力成本。视频伺服器在电视领域中的套用主要有两个方面:一是利用视频伺服器构建自动播出系统;二是利用视频伺服器实现视频点播。
自动播出
以往的播出系统是以磁带为主要介质,但随着视频压缩技术的不断完善和计算机技术的发展,在播出系统中採用视频伺服器已经成为可能而且已在国内许多电视台使用,在今天建立播出系统时选择视频伺服器作为一个信号源已经成为必然。
以视频伺服器为主体的硬碟播出系统,充分发挥硬碟存储的优势,避免了因录像机等设备出故障给播出带来的影响,充分发挥多通道资源共享的优越性,轻鬆实现各节目之间的串编播出和各种插播、定时播出之间的控制管理,以压缩档案的形式把节目存放在硬碟中,可以达到无失真保存,所有节目从製作、编辑连线埠上载,从而简化了从製作到播出的工作流程,有利于提高工作效率。
在硬碟播出系统中,节目素材是以数字压缩方式存储和播出的。系统可採用MPEG―2或M—JPEG压缩格式。
硬碟播出系统可採用本地存储、镜像备份方式的RAID硬碟存列。RAID-1也称作“镜像”,即採用双盘完全複製方法来保护数据,避免了硬碟故障造成数据丢失和系统中断,其100%的冗余可以实现数据的快速恢复。每个视频伺服器使用独立的存储硬碟即本地存储,各视频伺服器之间完全互不干扰,再採用完全镜像备份,系统可靠性高。
硬碟播出系统可採用FC与乙太网结合的双网结构,利用FC传输视音频信号,用乙太网传送控制信号。
硬碟播出系统由视音频伺服器、资料库伺服器、採集工作站、预监工作站、播出工作站等子系统组成。两台视音频伺服器进行备份。伺服器通过光纤网互连。主伺服器上的视音频素材通过光纤网拷贝到辅伺服器上。由一套自动播控系统控制两套视音频伺服器的播出工作站进行同步播出。这样系统非常可靠。同时,系统根据不同的用户设定不同的安全等级,使无关人员无法进入系统;有效地保证系统数据的安全性,同时在系统播出时,自动锁定各种其他违规操作,及时发出报警信号。
以视频伺服器为主体的硬碟自动播出系统的具体套用方式有以下几种:
(1)广告自动播出
视频伺服器首先用于重播次数多、时间短的广告节目。在这一套用方式中,视频伺服器作为广告播出的专用设备,它受控于播出系统的自动控制软体,由视频伺服器承担的播出只能按顺序一条一条地进行,广告播出的素材由广告编辑计算机负责控制,广告播出的顺序的编排和控制由广告播出计算机负责,而广告播出的起点和结束则由自动播控计算机实施对广告播出计算机的控制。
这种套用方式不需要对已有的播出系统进行大的改动,原有的自动播控系统和软体还能继续使用,视频伺服器在这里相当于多台录像机(取决于视频伺服器的输入通道数目)和多台放像机(取决于视频伺服器的输出通道数目)。因此原有的自动播控系统软体就能象控制录像机一样控制视频伺服器进行广告播出。
(2)多频道自动播出系统
利用视频伺服器的多通道特性能建立循环垫播系统,供多个频道的播出机房共用。在这一套用方式中,首先将各个频道的垫播素材通过VTR录入到视频伺服器中,每个频道播出机房占用视频伺服器的一个输出通道,视频伺服器上的各个素材可分别播出。
在这一套用方式中,可利用一对配置完全相同的视频伺服器建立播出系统。主、备视频伺服器各用对应的一个输出通道,作为互为备份的播出通道,主、备视频伺服器之间採用光纤网(FC)互联,实现视音频素材共享、移动和複製,保证主、备视频伺服器的素材完全一致。由一套自动播控系统控制两套视频伺服器的播出工作站进行同步播出。
(3)电视节目延时播出系统
利用视频伺服器建立电视节目延时播出系统是利用视频伺服器的特性,即在素材写入硬碟时,不需完全形成一个素材档案的情况下,便可共享调用,使硬碟播出系统具备所谓即录即播(要稍许延时后才可播)的功能。
这种方案比较适合于直播重要的实况节目。将实况播出先录入硬碟,按需要将实况播出时间延迟适当时间播出,节目导演和值班员利用这段时间在播放速率调整控制计算机上对现场不宜转播的画面进行剪下并替换为其它适宜素材,或以人眼不易分辨的速率,如0.8至1.2倍快速或慢速播放,以保持相应的迟时量。这种以先进技术手段为基础的障眼法,可控制不当素材的播出,同时实况转播效果又不受任何影响。
使用视频伺服器的硬碟自动播出系统还有很多种具体套用方式,这里就不再一一列举了对比于传统录像带播出,硬碟自动播出系统的信号与素材都并非存于盒带之中,因此有零帧预卷、非线性检索、素材反覆使用、资源共享等优点。具体的优点是:提高工作效率、具有更好的安全性、信息资源的共享和系统的先进性。
视频点播
视频点播有两种方式即:準视频点播(NVOD)和视频点播(VOD)
(1)準视频点播(NVOD)
视频伺服器是实现準视频点播(NVOD)播放的核心设备,利用其多通道特性和素材可共享的特性,实现一个节目相隔一段时间重播,收视者能在等待最短时间收看自己点播的节目。如:在视频伺服器内一个时间长度为N的节目,经8个输出通道分别输出,第二个通道相对第一个通道延时N/8时间播放,第三个通道相对第二个通道延时N/8时间播放,依此类推
。每个通道节目循环播放,那幺第一个通道下一次开始播放的时间相对第八个通道也是延时N/8时间播放。这样相邻通道播放的是相同节目,但时间间隔均是N/8。用户点播时,其点播信息经节目请求计算机处理后,由节目播放控制计算机将马上要播放的通道号、授权等信息返送给用户接收设备,用户在N/8时间内就可看到自己点播的节目。
(2)视频点播(VOD)
视频伺服器不仅可用于準视频点播系统,也可用于视频点播(VOD)系统。VOD的全称为Video On Demand,即视频点播技术,也称互动式电视点播系统,意即按需要的视频流播放。“在想看的时候看想看的节目”,用户可以根据自己的意愿选择收看电视节目,从根本上改变了过去被动式收看电视的不足,完全实现了由用户掌握获得信息的主动权。VOD还可以实现Internet、收发电子邮件、家庭购物、旅游指南、订票预约、股票交易等其他功能。因此可以说,这一技术的出现使用户可以按自己的需要来安排工作和娱乐时间,真正实现了由用户掌握收视主动权,极大地提高和改善了人们的生活质量和工作效率。
VOD 系统由前端系统、网路系统及客户系统三部分组成,而前端系统一般由视频伺服器、各种档案管理伺服器以及控制网路部分的设备组成。各种档案伺服器主要完成一些用户信息管理和计费工作,以及影视材料的管理工作和安全保密等。控制网路部分主要完成各种伺服器中的各种信息传递工作及后台的影视材料和数据的交换。视频伺服器主要由存储系统和建立其上的各种控制器管理系统组成,其目标是实现压缩媒体数据的存储以及按请求进行媒体信息的检索和传输。视频伺服器与传统的数据伺服器在很多方面有显着不同,需要解决许多问题,来支持各种新功能。同时,它的高速数据传输能力保证了用户对大量影片、视频节目、游戏、商务信息以及其它服务的近乎即时访问。它的最大特点是可以实现多人从不同起点观看同一节目,从而避免了精彩节目被一个用户独占。
这种套用规模比较大,必须将多台多通道的视频伺服器组成能共享大容量硬碟存储体和能处理传输流的宽频网路,才能满足众多用户对节目的各种点播需求。用户点播信息可以有两种路径传给点播受理伺服器:一种是通过城市的有线电视HFC网路的上行通道传给点播受理伺服器;另一种是通过通用浏览器在网际网路上对节目进行选择后,将点播信息传给点播受理伺服器。点播受理伺服器将有关信息处理后,传给播放控制计算机,由它控制播放用户所点播的节目,并通过HFC下行通道传到用户终端。用户接收有两种形式:一种是普通电视机+机顶盒,另一种是计算机+接收卡,藉助计算机显示器收看。
基于视频伺服器的多频道数字播出系统具有传统的基于磁带录像机的模拟播出系统无可比拟的诸多优势,视频伺服器採用开放式软硬体平台和标準或通用接口协定,系统扩展能力较强,能够与未来全数字、盘基化、网路化、多频道资源共享模式的节目製作、编辑和播出体系相衔接。盘基化或盘带结合的基于视频伺服器多频道数字播出系统可以实现播出差错隔离和故障隔离,也可以实现延时播出,是电视节目播出由模拟向数字过渡的最佳方案。而从长远来看,视频点播具有巨大的潜在市场和深远的发展前景,因为从深层次来看,VOD不仅仅是视频节目点播的问题,它代表未来全功能网路化和数字互动式信息的套用发展趋势,是一种从内容、形式上更深层次上的互动,也是数字影院、互动视频新闻、广告等新套用的基础,具有广阔的发展潜力,VOD是未来信息高速公路构架的重要组成部分,是未来信息服务中宽频业务的灵魂。因此可以肯定,随着数位技术、多媒体技术和计算机技术的不断发展,视频伺服器在电视领域中的套用将有更多的延伸。
国际发展
德国DVS
位于德国汉诺瓦(Hannover)的DVS Digital Video公司最近推出了一系列专业视频伺服器,其中包括SDStationPlus,HDStationPlus、HDSlationRGB等产品。这几款视频伺服器,以专用主机板为系统架构的核心,配置了先进的Intel奔腾4CPU,高端视频接口及网路组件,支持当前主流的作业系统,配备了自带的编辑软体。该产品系列作为高度集成的视频解决方案,能满足专业领域的需要
德国製作公司最近购入DVS CLIPSTER实时工作站用于后期製作。它们是Hürth的NOB Studios,慕尼黑的ARRI Film & TV与DigiSite,以及Babelsberg的Tele-Factory。其中,NOB使用CLIPSTER进行广告片与谈话节目的製作。系统能直接记录来自松下Varicam摄像机的素材,也可以向松下AJ-HD1700录像机播放素材。ARRI Film & TV与DigiSite则在它们的DI(数字媒介)工作流程中将CLIPSTER用作一台直接输入输出系统。Tele-Factory使用CLIPSTER进行HD编辑与母带製作以及素材恢复与格式转换。
DVS CLIPSTER具有兼容多种解析度,在一个系统中提供了各种数字媒介DI处理:捕获、编辑、变焦与平摇、彩色校正等。它是一套真正的实时系统,支持SD
美国DVS
着名的美国板鞋品牌DVS与着名滑板配件品牌Diamond Supply Co.是众多滑板、滑雪板、小轮车玩家的追捧品牌。
视频服务
构成
网路视频伺服器是一种压缩、存储、处理视音频数据的专用计算机,它由视音频压缩编码器、大容量存储设备、输入/输出通道、网路接口、视音频接口、RS422串列接口、协定接口、软体接口、视音频交叉点矩阵等构成,同时,提供外锁相和视频处理功能。
视音频压缩编码器:由于视频数位化后,数据量很大,故要利用成熟的压缩技术,将视频数据在满足技术指标要求的条件下进行高压缩比的压缩,满足存储和传输要求。视频伺服器一般採用H.264或MPEG—4等压缩编码器,用户可根据实际情况选择压缩码率和压缩结构,以适合于各种不同的播出场合,达到既节省硬碟空间,增加节目存储量,又能保证播出质量的目的。
大容量存储设备:视频伺服器使用高速、宽频的SCSI接口硬碟或最先进的FC接口硬碟作为视音频素材存储介质。同时视音频数据的硬碟扩充也比较灵活。
输入/输出通道:视频伺服器具备多通道输入/输出系统,使多路录入、播放能同时进行,实现多任务。
网路接口:视频伺服器都带有网路接口,方便组网,实现数据共享。一般视频伺服器都带有FC和乙太网接口。FC光纤网採用IP协定作为视频伺服器之间快速、实时複製和移动素材的交换网路,乙太网用于传送控制数据和状态检测的信息。
视音频接口:视频伺服器都带有标準视音频接口和模拟监视视频接口,方便监视各通道的视频信号。输入/输出信号可以在模拟、分量和SDI中选择。
RS422串列接口:视频伺服器都带有多个RS422串列通讯接口,每个接口均可通过RS422通讯线由外部计算机控制实现记录与播放。
协定接口:视频伺服器除提供各种控制硬体接口外,还提供协定接口。如RS422接口除支持RS422的Profile协定外,还支持 Louth、Odetics 、BVW等通过RS422控制的协定。
软体接口:视频伺服器提供开放的软体接口,供用户或第三方厂商开发和构建新的套用方式。
视音频交叉点矩阵:视频伺服器内带视、音频交叉点矩阵,视、音频通道调度灵活,同时可保证技术指标不受损。
另外,视频伺服器提供外锁相和视频处理功能,方便构建专业化套用的视音频系统。
特点
网路视频伺服器具有传统设备所不具备的许多特点,具体表现如下:
(1)将多通道、录製与播放等功能集于一体,传统设备中有多输入和多输出特性的设备是视音频切换矩阵,而具有录製和播放功能的设备是录像机,不言而喻,视频伺服器在系统中可代替若干个录像机和一台小型切换矩阵。
(2)视频伺服器用硬碟作为记录媒体,具有非线性特点,因而具有非线性设备所有的优点,如素材查找方便;素材可由多个输出通道共享;可同时或相继调出播放。
(3)素材记录在硬碟还未形成完整档案时,便可由输出通道调出播放,这点非常适用于延时播出和视频点播等领域。
(4)视频伺服器容易实现向前或向后的变速播放,传统的录像机要实现这一点,要经过价格昂贵的特殊设备。