三、基于AVS高清网络视频监控系统解决方案的一种思路

    “基于AVS的高清网络视频监控系统”可以在视频监控前端系统、传输系统、后台管理系统的关键环节上，通过技术创新，研究、开发出具有核心地位和引领作用的核心产品。一种解决思路是：前端产品采用“AVS高清IP摄像机”，传输产品采用“嵌入式流媒体转发服务器”，后端产品采用“基于AVS标准的高清网络视频监控软件平台”等。

    （一）“AVS高清IP摄像机”重点应解决的技术问题：

    重点需解决基于AVS的高清视频处理算法问题和硬件优化组合问题。在高清视频处理算法问题上，可以采用目前的主流算法，并针对AVS的特点进行调整和优化。在硬件优化组合方面，可采用500万像素的CMOS逐行扫描感光元件，配合优质算法和滤波技术，形成最高支持FullHD（1920*1080）分辨率的视频。此外，还可以采用DSP+FPGA结构，构成低成本高性能的AVS编解码系统（具体：把成熟而价廉的TMS320C6454与XC3SD3400A结合使用，利用FPGA作为协处理器，为DSP进行AVS编解码的并行运算，把DSP的资源丰富与FPGA的并发处理有机整合）。可以在成本增加较小的基础上，较好地解决处理高清AVS硬件平台的难题。

    （二）“嵌入式高性能流媒体转发服务器”重点应解决的技术问题：

    重点需解决Linux系统裁减、流媒体转发服务算法问题。

    网络监控系统中，多用户同时访问是极其常见和必然的。可以通过流媒体视频转发和协议转换技术，解决以下三个问题：

    热点连接时多用户多通道的交叉访问带来的网络带宽和中心系统负荷问题；

    不同厂商不同压缩格式的视频交换问题；

    不同厂商不同设备的控制协议转换问题。

    目前的流媒体转发服务几乎无一例外地采用了流媒体转发软件，该软件运行于Windows操作系统之上（PC式流媒体转发服务器），采用经过裁减的Linux内核，使得整个系统具有较高的稳定性与可靠性，资源利用率大幅度提高。

    通过采用基于线程池技术的系统任务调度、多网卡汇聚及平衡的任务调度算法、智能空间分配存储技术、可调带宽/帧率的智能流技术等关键技术，使得流媒体服务器具有较高的系统吞吐率。相关技术简介如下：

    基于线程池技术的系统任务调度：线程池技术通过对多个任务重用线程，线程创建的开销被分摊到了多个任务上。其好处是，因为在请求到达时线程已经存在，所以无意中也消除了线程创建所带来的延迟。这样，就可以立即为请求服务，使应用程序响应更快。而且，通过适当地调整线程池中的线程数目，也就是当请求的数目超过某个阈值时，就强制其它任何新到的请求一直等待，直到获得一个线程来处理为止，从而可以防止资源不足。

    异步通讯模式下的单线程并发访问量是有限的，为了提高转发服务器的并发访问数量，系统使用一个具有多个通讯线程的线程池来负责与客户端进行通讯。通过使用线程池技术，在保证转发服务器的数据吞吐量的同时，提高了系统的并发访问数量，在网络带宽足够的情况下，可以显著的提高流媒体转发服务器的处理能力。

    多网卡汇聚及平衡的任务调度算法：当流媒体转发服务器工作在多网卡汇聚模式下时，基于优先级和系统吞吐量的实时任务调度算法将根据各网卡的实时负载情况平均分配各块网卡的并发访问数与数据吞吐量，以尽可能的平衡各网卡的网络负载情况。

    智能空间分配存储技术：在实现流媒体存储时，合理分配磁盘存储空间，以完成流媒体文件的物理流式存储。对存储空间分配达到最优化利用，减少冗余存储空间。设计了多缓存和任务队列机制，以达到流媒体文件的合理共享传输和存储。在借鉴比特彗星（Bitcomet）的智能存储技术基础上，提出了流媒体应用的智能存储解决方法。

    可调带宽、帧率的智能流技术：根据网络带宽和状况的变化，智能选择TCP、UDP、组播等传输方式。通过调整编码质量、帧率、I帧间隔等方式来调度码流带宽适应复杂网络状况。采用反馈技术来实现码流和网络状况的实时调整。该技术在国内属于首创，国外RealNetworks公司的SureStream实现了自适应流技术，和本技术内容接近。本技术中的智能选择传输方式和调整帧率、I帧间隔技术优于SureStream技术。

    就传输系统而言，一方面需要期待传输介质的创新与提升，另一方面需要对传输方式及相应产品进行创新与提升。就可行性而言，目前的安防企业大概只能选择第二条路径。例如，目前市场上进行流媒体转发的产品全部采用在PC机上运行流媒体转发服务软件的形式，在转发吞吐率、资源利用率、可靠性等各个方面都存在着显著差距。如果采用基于Linux裁减技术、嵌入式架构的专用流媒体服务器，在同样成本下，其功能，在性能将获得大幅度提升，尤其在运行的稳定与可靠性方面将产生质的飞跃。