視頻服務器技術最新發(fā)展趨勢探析

呂秋亮

【摘要】視頻服務器作為一種先進的數(shù)字產(chǎn)品，在如今的電視技術發(fā)展過程中得到了廣泛的應用。以視頻服務器為技術支撐的數(shù)字產(chǎn)品在電視節(jié)目制作、編輯、處理、播出過程中逐漸普及使用，其技術使用能力也越來越成熟。了解熟悉并掌握視頻服務器技術對于電視行業(yè)的日常工作技術維護具有巨大的意義。

【關鍵詞】視頻服務器;發(fā)展趨勢;電視;技術

一、引言

隨著時代的發(fā)展和經(jīng)濟的進步，人們生活水平的提高，以視頻服務器為技術支撐的數(shù)字產(chǎn)品逐漸走進人們的生產(chǎn)生活活動中。如以視頻服務器技術為支撐開發(fā)出的數(shù)字電視，既及時的傳播國家相關法律政策信息又提供多種多樣的影視節(jié)目豐富人們的日常文娛生活。特別是近年來通過科技的進步從而不斷涌現(xiàn)出的新型LED大屏電視播放系統(tǒng)，逐漸在城市核心CBD占有一席之地。與此同時，根據(jù)奧維咨詢統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，去年我國彩電銷售量達到了4785萬臺，電視在我國居民日常生活中占據(jù)著特別的重要地位。

視頻服務器技術得到了非常廣泛的應用，并且在未來很長一段時間內(nèi)繼續(xù)占有著不可替代的地位。因此，了解并熟悉視頻服務器的技術要點，掌握視頻服務器產(chǎn)品的正確使用方法對于推動國家政策信息發(fā)布實施、促進社會和諧、不斷滿足人民日常文娛需求具有重大的意義。

二、視頻服務器技術

（一）視頻服務器

視頻服務器是一種對視音頻數(shù)據(jù)進行壓縮、儲存、處理的嵌入式設備，廣泛地應用于電視節(jié)目視頻處理方面（如電視節(jié)目的錄制與信號傳輸、電視節(jié)目的播放等）。它通常采用MPEG4或MPEG2等格式進行壓縮處理，在相應的技術指標要求下對視音頻數(shù)據(jù)進行壓縮編碼、儲存、網(wǎng)絡傳輸與共享等處理。

（二）視頻服務器的構造

視頻服務器一般由視音頻壓縮編碼器、大容量存儲設備、輸入/輸出通道、網(wǎng)絡接口、視音頻接口、RS422串行接口、協(xié)議接口、軟件接口、視音頻交叉點矩陣等構成。

視頻服務器的核心構件是壓縮編碼器，它也是整個視頻服務器的主要技術核心。壓縮編碼器是將前端模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的集成電路板，主要將攝像機或者其他設備如錄音設備、感光設備等采集到的視音頻信號通過一定的壓縮算法對其進行編碼，以將其信號進行模擬數(shù)字化，這樣使得信號可以通過基站無線電波信號或線纜進行長距離傳輸與共享，以達到電視節(jié)目長距離、廣范圍播放活動。數(shù)字化的信號傳輸不僅能夠通過光纖網(wǎng)絡更快地進行傳播，而且在傳播過程中可以很好地避免由于其他信號干擾引起的信號質(zhì)量交叉影響導致視頻質(zhì)量較差的問題。可以說，判斷一個視頻服務器質(zhì)量高低、其技術是否成熟的一個重要標志就是其壓縮編碼器的數(shù)據(jù)處理能力，也就是我們說的壓縮編碼能力。

視頻服務器另外一個重要的部件就是網(wǎng)絡接口，這是視頻服務器工作特點決定的。一般來講，通過影像采集系統(tǒng)捕捉轉(zhuǎn)換到的影音視頻信號，需要通過長距離的傳輸（比如通過衛(wèi)星—地面基站無線電波網(wǎng)絡或者光纜），在傳輸時，需要將視頻信號從視頻服務器中導出并傳輸?shù)叫盘柊l(fā)送裝置（一般由地面無線基站、光纖信號傳輸器等），通過信號發(fā)送裝置將視頻信息傳輸?shù)接脩糁腥?。因此，目前社會上使用的視頻服務器大多都帶有FC和以太網(wǎng)接口。FC光纖網(wǎng)采用IP協(xié)議作為視頻服務器之間快速、實時復制和移動素材的交換網(wǎng)絡，以太網(wǎng)用于傳送控制數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢測的信息。視頻服務器的大容量儲存設備是服務器用以儲存采集到的視頻信息的重要構件。

（三）視頻服務器的壓縮編碼

視頻服務器是對視音頻信息的處理，它首先將視音頻信息通過一定的協(xié)議和技術進行壓縮編碼，使得視音頻信息轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)據(jù)流，然后對數(shù)據(jù)流進行進一步的處理、存儲、網(wǎng)絡共享等。這個過程中所應用到的協(xié)議也就是一般意義上的視頻編碼技術標準。在目前視頻服務器的壓縮編碼過程中，主要參照的幾個技術標準有：M-JPEG、MPEG-4以及H.264。

1.M-JPEG

M-JPEG（Motion- Join Photographic Experts Group）技術，即運動靜止圖像（或逐幀）壓縮技術，是利用視音頻信息模擬數(shù)字并通過對數(shù)字信息進行壓縮處理技術應用到視頻處理播放的過程中的。它的出現(xiàn)標志著視音頻從普通的膠片錄音帶向CD、DVD等數(shù)字劃播放手段的巨大飛躍。在視頻壓縮技術的發(fā)展過程中具有里程碑的意義。

M-JPEG技術在實際的工作過程中，將運動的視頻信息轉(zhuǎn)化成連續(xù)的靜止圖像，通過單獨完整地壓縮每一幀，實現(xiàn)視頻信息的數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)化成的數(shù)據(jù)流進行壓縮處理，儲存到硬盤中去。其視頻流（轉(zhuǎn)換出的視頻數(shù)據(jù)流信息）的播放類似于老式電影播放機連續(xù)膠卷的播放過程，通過不間斷的播放具有一定運動趨勢的連續(xù)圖片來完成視頻信息的呈現(xiàn)。

但是在實際的工作過程中，由于壓縮方式的局限性，導致該技術在視頻轉(zhuǎn)換過程中很容易受到幀率過低產(chǎn)生的視頻信息不連貫從而導致的視頻信息“失真”現(xiàn)象，嚴重影響著視頻的轉(zhuǎn)換、播放質(zhì)量。尤其在現(xiàn)代社會，人們對日常的文娛生活需要質(zhì)量不斷攀升，畫面質(zhì)量太差的電影電視節(jié)目很難獲得生存的市場，這就極為不利視頻制作單位的發(fā)展。而在同時，由于轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)較大而且數(shù)據(jù)較多，從而使得其在視頻信息的儲存過程中遇到極大的困難：普通的硬盤很難儲存較長時間段的視頻信息。這些嚴重阻礙了視頻服務器技術的推廣與應用。

2.MPEG-4

MPEG-4是在MPEG-1及MPEG-2的技術基礎上發(fā)展而來的，它由國際標準化組織（ISO）和國際電工委員會（IEC）下屬的“動態(tài)圖像專家組”（Moving Picture Experts Group，即MPEG）制定，廣泛用作音頻、視頻信息的壓縮編碼標準。MPEG-4技術主要用于在電視廣播、網(wǎng)絡視頻通信過程中視音頻信息的轉(zhuǎn)碼、壓縮、傳輸與共享處理，吸收了MPEG-1及MPEG-2、M-JPEG等壓縮編碼技術的長處，加入對虛擬現(xiàn)實模型語言的支持，使得音視頻對象在轉(zhuǎn)碼壓縮處理過程中更容易保證視音頻信息流的真實性，并開發(fā)出視頻信息合成、剪輯、美化等處理模塊，增強數(shù)字版權管理及互動功能，實現(xiàn)音視頻流傳輸過程更加符合人們的實際需要，視音頻流也更加清晰，音視頻壓縮編輯技術更上一個臺階。

3.H.264

H.264是聯(lián)合視頻工作組（JVT，Joint Video Team）在H26L的基礎上提出的，它通過增加運算的復雜性降低了碼流的同時提高畫質(zhì)。H.264的出現(xiàn)為低碼流網(wǎng)絡傳輸?shù)膶崿F(xiàn)提供了解決方式，也使得現(xiàn)有帶寬的情況下多路數(shù)網(wǎng)絡視頻服務器的應用成為可能，是目前主流的視頻編碼技術，也是目前安防實時監(jiān)控過程中應用最廣泛的視頻編碼技術。

H.264采用高精度多模式預測技術，在對視頻流信息進行轉(zhuǎn)碼壓縮處理過程中，更加注重數(shù)據(jù)流差錯的消除，這就使得視頻流在轉(zhuǎn)碼傳輸過程中盡可能的保證信息的真實性，防止因為傳輸過程中誤碼、丟包、網(wǎng)絡不穩(wěn)定等現(xiàn)象的發(fā)生導致視頻信息失真。

此外，在視頻信息的處理過程中，H.264具備網(wǎng)絡編碼層和網(wǎng)絡傳輸層結(jié)構，這就使得視頻信息流對于網(wǎng)絡的適應性大大增加，使得視頻信息可以在更寬范圍的網(wǎng)絡環(huán)境中進行傳輸與共享，而且在傳輸過程中不會因為網(wǎng)絡適應性問題出現(xiàn)數(shù)據(jù)流失真現(xiàn)象，保證視頻畫面質(zhì)量。

三、視頻服務器的未來發(fā)展趨勢

視頻服務器技術在視頻轉(zhuǎn)碼壓縮處理、視頻信息的傳輸與共享等方面占有重要的地位，因此，對視頻服務器技術不斷地進行研究以保證視頻信息的真實性、視頻的清晰度、視頻信息傳輸過程中的安全保密性就成為了擺在視頻處理工作人員的難題。

1.視頻信息的真實性

在視頻信息的傳輸過程中，不可避免地會遇到保證視頻信息真實性的問題。如電視新聞報道中，如果播出的視頻信息不真實可靠，很容易誤導社會輿論，引發(fā)惡劣的社會影響。而在無線電波網(wǎng)絡不穩(wěn)定、視頻服務器內(nèi)部缺陷等多種因素影響下，視頻轉(zhuǎn)碼、傳輸過程很容易造成誤碼從而引起視頻信息失真現(xiàn)象，這就要求著視頻服務器設計制造過程中需更加重視對轉(zhuǎn)碼和傳輸過程中的技術控制，防止服務器“開小差”，消除由于誤碼等帶來的視頻信息失真影響。

2.視頻的清晰度

“高清”逐漸走向人們的日常生產(chǎn)生活活動中去，這既是經(jīng)濟技術的發(fā)展也是人們對生活質(zhì)量要求不斷提高的結(jié)果。如某SHARP/夏普 LCD-60NX265A 60寸超薄LED液晶電視機，其屏幕分辨率采用的是1920*1080 ，假如視頻信息的清晰度不夠，就會導致電視在視頻播放過程中畫面質(zhì)量較差，甚至于分不清人物性別，嚴重影響其觀看質(zhì)量。這就使得該電視節(jié)目無法獲得更大的市場份額，嚴重影響電視節(jié)目制作單位的經(jīng)濟效益。

3.視頻信息傳輸過程中的安全保密性

現(xiàn)代社會越來越注重個人隱私和商業(yè)信息的保密工作，而且現(xiàn)代社會電視節(jié)目制作是具有一定的自主知識產(chǎn)權的，為了保障自身合法權益，電視節(jié)目視頻信息在制作傳輸過程中需要特別注意視頻信息的安全保密性。如某電視臺聯(lián)合社會企業(yè)斥巨資拍攝一部清宮電視連續(xù)劇節(jié)目，但在播出之前，由于視頻處理過程中沒有注意對視頻信息的安全保密工作，導致節(jié)目首播之前市場已經(jīng)出現(xiàn)大量盜版光碟、視頻信息，嚴重影響著該電視劇制作單位的經(jīng)濟效益，給投資方帶來巨大的經(jīng)濟損失。因此，在未來的視頻服務器技術研究中，對視頻信息在處理過程中的安全性需做特別的研究和設計。

四、總結(jié)

視頻服務器技術在目前電視節(jié)目制作發(fā)展過程中占有舉足輕重的地位，在未來很長一段時間內(nèi)也將繼續(xù)扮演著重要的角色。因此，加強對視頻服務器技術的研究，通過技術的進步不斷改進視頻服務器技術，保障視頻信息處理過程的安全性、視頻轉(zhuǎn)碼的清晰度，以不斷滿足傳播公共信息、豐富人們?nèi)粘Ｎ膴噬?、促進社會和諧的需要就成為現(xiàn)代電視工作者一項重要的歷史任務，需要引起業(yè)界高度的關注和重視。

參考文獻

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