致力于提供高速圖像、圖形、視頻信號處理解決方案的北京拓目科技有限公司(Beijing Topmoo Technology Co., Ltd)日前宣布推出TML-X2IP系列視頻流轉網絡流產品,全面實現了各種制式高清視頻網絡發布的實時轉換,吹響了網絡視頻高清化進程的號角。
從最初的ICQ文本交流到后來Skype語音聊天,再到如今的視頻交互,人們通過互聯網為載體進行的溝通方式已經發生了深刻的變化,大量的視頻與圖像內容開始進入互聯網。而隨著互聯網基礎設施的不斷完善和用戶帶寬的迅速增長,視頻內容的網絡化實時發布開始成為互聯網媒體新的焦點。
隨著互聯網視頻技術的不斷發展,視頻網絡化的應用需求在廣播電視,網絡娛樂,會議直播,教育培訓,醫療衛生,安防監控等各個行業開始陸續出現,并呈現高速增長的態勢。
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拓目科技對此進行了專門的調研,并總結出視頻網絡化產品需求的幾個重要特點。
1. 視頻源種類繁多,視頻制式豐富多樣。
科技發展日新月異,視頻信號源的種類越來越豐富,信號源的接口形式越來越多樣。常見的視頻信號源可以分成以下幾類。
第一類,采用光學傳感器捕獲自然界可視信號轉化成電信號,這種信號源以常見的可見光相機,攝像機為代表,紅外攝像機以及一些高光譜相機也屬于這一類型。隨著電子行業的發展,這一類型的信號源接口也日益豐富。早期的模擬標清監控攝像機一般為復合視頻接口(CVBS),廣電級標清攝像機的信號輸出接口一般為數字SDI接口;隨著傳感器技術的改進,視頻分辨率越來越高,各種高清信號接口不斷涌現,比如現在常見的數字攝像機(DV)的視頻輸出接口一般為HDMI接口,專業級廣電高清攝像機的視頻輸出口一般為HD-SDI接口。在工業檢測領域,大部分工業相機的信號輸出接口為Camera Link接口,該接口可以支持更大分辨率和更大帶寬的傳感器輸出視頻。
第二類,計算機生成的圖形信號,常見的有計算機的顯卡,將計算機內存中需要顯示的圖形送到顯卡的顯存中。隨著計算機圖形學的快速發展,顯卡性能不斷提升,計算機生成的圖形信號也越來越逼真,數據量也快速提高,顯卡的輸出接口也在不斷進步,從最初的模擬視頻VGA接口,到目前主流的數字視頻DVI或者HDMI接口,還有未來顯卡標準的DisplayPort接口,通過這些顯示接口,計算機可以將圖形信號展現在顯示器上。目前主流的筆記本電腦,平板電腦,手持設備都會保留有視頻輸出接口,這就為我們將這些設備輸出的可視化信息轉化為網絡信號進行發布提供了便利。
2. 分辨率因應用場景不同而變化,總體向高清化趨勢發展。
與視頻信號源的多樣化發展相對應,分辨率標準也多種多樣,針對各個視頻行業的標準各有不同,常見的有模擬電視分辨率標準,數字電視分辨率標準,視頻會議分辨率標準,數字攝像機采集標準,數字電影標準,計算機顯示器分辨率標準等。隨著光學器件的工藝的不斷進步與計算機圖形學的飛速發展,視頻與圖像的分辨率也隨之快速提升,無論是哪種分辨率標準都在逐步向高清化的方向大步邁進。
目前市場上主流的高清攝像機分辨率主要是720P, 1080I, 1080P三種高清制式,而顯卡輸出的顯示器分辨率通常有XGA, SXGA, WSXGA, UXGA等。為了更好的兼容這些分辨率的視頻制式,就要求視頻轉IP產品在兼顧各種視頻接口標準的同時,實現針對不同分辨率的視頻輸入兼容。這在傳統的PC+采集卡的方案體系下是非常難于實現的問題,只有通過采用專用硬件+FPGA算法才可以得到完美的解決。
3. 網絡發布方式隨所在行業不同而各有側重。
隨著視頻技術的快速發展,視頻應用已經從傳統的廣電行業擴散到互聯網傳媒,新聞娛樂,教育培訓,醫療衛生,安放監控等諸多的傳統與新興行業中。在這個發展過程中,也針對不同的行業應用產生了不同的網絡發布模式。目前主流的網絡發布協議,大致有RTSP,RTMP, TS over UDP, TS over TCP, HLS等幾種。
從2011年的市場調研結果可以發現,三屏融合和多發布協議支持已經成為視頻轉IP產品必不可少的一項指標。從終端用戶角度看,一個用戶可以同時享有TV屏,PC屏,Mobile屏等多種終端,用戶期望從各個屏幕都可以獲取所需要的信息并獲得相應的體驗。從業務層面看,三屏所呈現的業務形態也處于快速的融合期,如基于PC的互聯網電視TV化、手機化是業界近期的顯著趨勢。隨著網絡的IP化迅速發展,三網融合的實現也在深入地發展和進展。此外,通過三屏的融合,三屏業務平臺后方的內容資源、渠道資源等都可以得到充分的共享和整合。在這一大背景之下,視頻內容IP化產品必須滿足不同行業的網絡發布需求。多協議支持,多終端支持是大勢所趨。
4. 設備專業化趨勢明顯,專業化嵌入式設備取代傳統的PC架構方案成為必然趨勢。
隨著視頻轉IP產品市場的不斷完善,用戶需求檔次不斷提高,用戶對該類產品的要求也從原來的功能性要求向穩定性,可操作性和成本控制方向調整。市場上原來占據主流地位的PC+采集卡組成的“山寨型”視頻轉IP產品慢慢開始被采取嵌入式設計的專業化設備所替代。
專業化的嵌入式設備與傳統的PC+采集卡方案相比,具有穩定性高,工業結構合理,功耗低,生產成本低等特點。特別是針對廣電,教育,醫療等對穩定性要求較高的行業,具有明顯的競爭優勢。通常采用嵌入式設計的視頻轉IP產品,均可滿足7*24小時不間斷工作超過1個月的時間,功耗僅為PC方案5%-10%,同時專業設備的工業設計更貼近用戶的實際需求,往往比PC+采集卡攢出的DIY方案更輕便更易操作。因此,越來越多的用戶開始在大規模的視頻轉IP應用中淘汰原有的PC+采集卡方案,轉而采用專業級嵌入式設備進行實現。
5. 壓縮性能與視頻質量的要求越來越高。
在視頻壓縮歷史上,曾先后有多種視頻壓縮標準。由國際電信聯盟ITU定義的專用于低比特率視頻電話的標準,包括H.261/2/3;由國際標準化組織ISO針對消費類應用的,對運動圖像壓縮定義了MPEG標準,包括MPEG1/2/4;由ITU與ISO根據目標應用合作(聯合視頻小組JVT)定義了H.264編解碼技術。
從編碼性能上看,H.264要遠優于MPEG4,平均節約39%的傳輸碼流,這可以極大地提高存儲設備的效率和網絡的利用率。卓越的編碼性能決定了H.264有能力支持更加廣泛和多變的應用環境,包括對網絡環境自適應的能力。從網絡支持的角度來看,無論是有線還是無線,網絡應用是H.264制定時所針對的一個重要方向之一,其碼流的語法定義和不同的編碼選項有利于H.264獲得不錯的容錯能力。從全球視頻應用市場來看,H.264在諸如IPTV、3G等領域都已成為主流標準,在視頻轉IP領域也迅速成長為主流標準之一,其取代MEPG4的趨勢清晰可見。而隨著大規模視頻網絡化進程的推進和互聯互通要求的增強,在全球范圍內H.264必將成為必須要支持的主流視頻標準。
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針對市場上對于視頻轉IP類型產品的廣泛需求,為了更好的推動傳統視頻行業與飛速發展的網絡行業的融合,拓目科技全力打造了一系列將視頻信號轉變成網絡信號(IP信號)的TML系列產品。
針對視頻網絡化產品的市場特點,TML系列產品在以下方面進行了重點加強,達到了業界領先的水平。
1. 最全面的信號源制式支持
拓目科技在充分調研了市場上常見的視頻信號源的基礎上,推出了7種類型,針對各個行業不同視頻信號源的TML系列視頻轉IP產品,全面覆蓋了廣電,教育,培訓,醫療,娛樂,電信,家用,安防監控,工業檢測,科學研究等各個應用領域。
2. 面向高清時代,全面兼容主流視頻信號制式
針對視頻采集技術飛速發展所帶來的信號制式繁多,分辨率千差萬別的市場現狀,拓目科技從方便用戶使用的原則出發,在設計TML系列視頻轉IP產品的時候,做到對主流視頻信號的全面兼容,特別是對高清攝像機信號和高分辨率顯卡輸出信號的支持力度,在市場上所有視頻轉IP系列產品中,處于絕對的領先地位。
下表為TML系列視頻轉IP產品的兼容的信號制式列表。
3. 內置多種網絡發布協議,實現跨行業跨平臺應用
面對三屏融合的海量市場需求和多協議支持的大勢所趨,拓目科技在推出TML系列視頻轉IP產品的初期,就充分考慮了對主流流媒體發布協議的支持力度。從目前的主流市場上看,傳統廣電行業以TS流為主要載體,傳輸協議一般為TS over UDP或 TS over TCP, 安防監控行業與視頻會議行業偏向與采用低延時,高可控性的RTSP協議,而網絡娛樂與新聞行業偏向于互聯網通用的RTMP協議,移動互聯網方面,兼容HTML5標準,在iOS和Android系統上得到廣泛支持的HLS協議最受歡迎。
拓目科技TML系列視頻轉IP產品全系列可搭配RTSP, RTMP服務器模式, RTMP客戶端模式,TS over UDP模式, TS over TCP模式,HLS模式等多種網絡協議發布模式。用戶可根據自己的實際應用情況,選擇合適的網絡發布模式進行裝載。與TML前幾代產品相比,本代產品的最大特點在于加入了對HTML5標準的全面支持,可以通過蘋果公司的HLS流媒體協議與iPhone, iPad以及其他支持HTML5標準的瀏覽器進行無縫對接。
TML系列視頻轉IP產品對網絡協議的支持情況可通過下表查詢。
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4. 采用專業嵌入式設計,專機專用,穩定高效
由于視頻轉IP產品應用場景的特殊性,大部分的用戶對產品的穩定性,功耗以及便攜性有很高的要求。在這一點上,采用專業嵌入式設計的TML系列視頻轉IP產品與傳統的PC解決方案相比,具有先天的優勢。
TML系列視頻轉IP產品均采用高性能的FPGA+DSP+ARM嵌入式架構,運行嵌入式Linux 操作系統,無論從軟硬件架構上分析,都是以穩定性為系統設計的第一準則。此外,該系列產品視頻編碼均采用硬件完成,速度快,延遲低,穩定性高。同時,拓目科技的每臺視頻轉IP產品出廠前均通過穩定的7x24小時穩定性測試,保證用戶高枕無憂。
在功耗方面,采用嵌入式低功耗設計優化過的TML系列視頻轉IP產品,平均運行時功耗不超過8w,與傳統的PC方案相比,2臺TML產品的能耗僅占一臺支持2路720p編碼的服務器能耗的3%,平均每路編碼器每年可節約的電費運營成本相當于服務器采購成本的25%,采用TML系列視頻轉IP產品不僅能降低運營成本,還能達到節能減排的效果,特別適合于廣電,安防等大規模的網絡直播源部署的應用場景。
在產品體積方面,215*130*45mm工業設計的精巧外形,可以大量節省用戶的空間,在單位體積內完成更多線路的視頻到IP信號的轉換工作,特別適合于廣電安防行業的大規模產品應用。與PC方案或傳統的編碼器方案相比,TML系列產品在相同空間下,可以完成原來8倍路數的視頻信號轉換。同時,TML系列產品的小型化設計使得該產品具有更多的便攜式應用價值,便于野外或移動式設備上進行視頻到IP數據的轉換,方便進行系統集成。
5. 采用最先進的音視頻編碼技術,壓縮效率更高,視頻質量更好
TML系列產品均采用H.264高版本編碼標準視頻編碼器,該標準是由國際電聯(ITU-T)和國際標準化組織(ISO)聯合制定的數字視頻編碼標準。與目前廣泛使用的MPEG-2編碼算法相比,在同等質量下可節約60%的傳輸帶寬和存儲空間,與MPEG-4編碼算法相比,亦可節約30%以上。音頻編碼器采用最新的AAC音頻編碼標準,該標準由杜比實驗室、AT&T、Sony(索尼)等公司共同開發,相對于mp3,AAC格式的音質更佳,文件更小。
TML系列產品所采用的H.264編碼器支持Baseline profile, Main profile, High profile多個編碼等級標準,同時支持多碼率并行編碼輸出,滿足不同網絡狀況下的視頻網絡化需求。
TML系列視頻轉IP產品已經廣泛應用于各個行業,如:
●電視劇網絡直播
●體育賽事網絡直播
●高清錄播教室
●互聯網監控
●手術示教系統
●遠程醫療
●遠程教育直播
●會議現場網絡直播
●手機電視
●體育彩票網絡直播
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