‘壹’ 这种题,怎么做 请对下面这段新闻报道的文字进行压缩要求,保留关键信息,句子简洁流畅不超过60个字
总结成一段话(60字)即可
这种题属于信息的提炼与整合,抓住关键信息(时间、地点、人物、事件)将内容流畅地整合起来即可,不需要分点答。
‘贰’ 什么是 交通事件检测系统
“VTD3000视频交通事件检测器”采用全画面多目标跟踪与识别技术,综合处理和分析来自道路监控摄像机的视频图像,对道路交通事件以及过程进行实时检测、报警、记录、传输、统计,同时检测和统计道路交通流参数。所检测的交通事件包括停车、逆行、抛撒物、拥堵、烟雾和火灾、碰撞、行人、能见度、积水、积雪等。当检测到交通事件后,VTD3000视频交通事件检测器能够记录事件发生时刻前后各一段时间的视频图像,同时发出报警信息。所检测的道路交通流参数包括:车流量、平均车速、占有率、车头时距、车辆长度分类等。
VTD3000视频交通事件检测器的核心技术是动态多目标识别与跟踪。深圳市哈工大交通电子技术有限公司(以下简称:哈工大交通)充分利用哈尔滨工业大学多年来在图像制导、空间卫星对地观测等方面所积累的视频图像处理技术优势,采取基于自适应模型的目标和背景分离技术、模板自动获取及匹配技术,对画面内的每个目标进行轨迹跟踪和特征识别,通过对目标运动轨迹和多维特征的分析,实现对多种交通事件的检测。
该产品科技含量高、技术成熟、性能稳定、可靠,在高速公路、城市快速路、隧道、桥梁等智能化管理系统中得到成功应用。在现有市场上占有60%运用比例。
‘叁’ 顺序流式传输和实时流式传输有何区别
顺序流式传输主要是传输上进行控制,文件分块之后,按顺序一块一块从头到尾传递给对方;到达对方的块按顺序到达,非乱序;接收端在一定的块数到达之后,就可以对到达的块是否是能播放的小视频片断,如果是就可以进行播放,不是就继续缓冲等待;具体由不同的流媒体播放器和文件格式及技术公司决定;
‘肆’ 什么是实时操作系统
实时操作系统,简称RTOS(Real Time Operat-
ing System). UNIX是分时系统,定时器的优先级
最高.以UNIX为基础,允许对中断处理的优先级
做些调整,使系统对外部事件的响应速度保证不大于
某一特定的时间间隔,就构成了实时系统,如Lynx,
OS-9等操作系统.如果操作系统能做到不死机,且
响应速度有保证就可以用于各种控制目的了.
用于控制目的时,多任务是必要的,而多用户往
往并不需要,尤其是在嵌人式应用中.因此可以将
UNIX多用户那部分功能去掉,并根据嵌人式应用的
特点,舍弃一部分不必要的功能,以适应嵌人式应用
万方数据
学习园地 327
中要求占用内存少的特点,这就是嵌人式多任务实时
操作系统.在这里,"操作"二字已经失去了本来的含
义.
RTOS的开发工具允许用户针对不同的应用对
象对RTOS的内核进行裁剪,压缩,以适应各类应
用,并提供应用程序的调试环境.
从理论上讲,无论UNIX还是基于UNIX思想
的RTOS,都包含了计算机软件理论最精华的那一部
分.从实践上说,它们亦是被无数应用系统证明是完
全成功的.
实时系统是指能在确定的时间内执行其功能并
对外部的异步事件做出响应的计算机系统.其操作
的正确性不仅依赖于逻辑设计的正确程度,而且跟这
些操作进行的时间有关."在确定的时间内"是这个
定义的核心.也就是说,实时系统是对响应时间有严
格要求的.例如,一个视频播放系统要从CD-ROM
中读取高压缩率的数据,并将其解压缩,送到显示设
备.解压缩的工作必须在很短的时间(毫秒级)内完
成,否则会出现画面的不连续.假设图像每帧的停留
时间为30ms,那么该系统必须在这段时间内将下一
帧从CD-ROM中读出并完成解压缩.30ms就成为
一个时间限制,每次处理均在30ms内就是实时的,
一万次处理有一次处理时间大于30ms也不是好的
实时系统.
一个系统具有实时性并不说明该系统的响应和
处理速度非常快;而一个高速系统也未必是实时系
统.特定的实时系统有其具体的时限(或速度)要求,
该时限要求对不同系统千差万别.高能粒子甄别系
统的甄别处理要求在微秒或纳秒级时间内完成;而实
时数据库查询系统仅要求在用户键人请求后几秒内
得到查询结果.所以设计实时系统之初,应该明确目
标系统的实时要求是秒级的,还是毫秒,微秒级的,避
免盲目追求高速度,造成浪费.
实时系统通常分为硬实时和软实时系统.前者
意味着存在必须满足的时间限制,而后者意味着偶尔
超过时间限制是可以容忍的.
实时操作系统是基于计算机的,是管理计算机硬
件资源并提供人机命令或编程接口的系统,它能在固
定的时间内对一个或多个由外设发出的信号做出适
当的反应.与普通(分时)操作系统不同,实时操作系
统强调了系统对外部异步事件响应时间的确定性,这
已经逐渐接近嵌人式系统的设计思想了.
实时操作系统和分时操作系统的另一个重要区
别在于二者的任务调度方式不同.
常见的分时调度算法有时间片轮转调度,优先级
调度,多重队列,最短作业优先,保证调度算法以及彩
票调度算法.这里不详细描述这些算法.
实时调度算法主要有三种,比较经典的是事件发
生率单调算法(Liu和Layland, 1993).该算法事先
为每个任务分配一个与事件发生频率成正比的优先
级,调度程序总是调度优先级最高的就绪任务,必要
时将剥夺当前任务的CPU使用权,让高优先级的任
务先运行.这种算法被证明是最优的,也是为大部分
实时内核所采用的调度方式.
另一种流行的实时调度算法是最早截止优先算
法.当一个事件发生时,对应的任务被加到就绪队列
中,该队列按照截止期限排序,截止期限最短的优先
级最高.对周期性事件,截止时间即为事件下次发生
的时间.
第三种算法首先计算各任务的富裕时间,称作裕
度(laxity).如果一个任务需要运行200ms,而它必
须在250ms内完成,则其裕度为50ms.该算法称为
最少裕度法,即选择裕度最少的任务.
尽管通过这三种算法中的任何一个都可以将分
时操作系统转化为实时操作系统,但实际上,由于前
者的任务切换时间太长,实时性能都比较低,所以实
时系统一般都采用专用的实时操作系统.这些实时
操作系统的主要特征有:
.规模小,
中断被屏蔽的时间很短;
中断处理时间短;
.任务切换很快.
常见的实时操作系统有VxWorks, VRTX/OS,
pSOS+,RTMX,OS/9和Lynx OS等等.
‘伍’ 可否在PC机上对视频流做实时压缩
视频压缩技术
视频编码的基本原理
视频图像数据有极强的相关性,也就是说有大量的冗余信息。其中冗余信息可分为空域冗余信息和时域冗余信息。压缩技术就是将数据中的冗余信息去掉(去除数据之间的相关性),压缩技术包含帧内图像数据压缩技术、帧间图像数据压缩技术和熵编码压缩技术。
去时域冗余信息
使用帧间编码技术可去除时域冗余信息,它包括以下三部分:
- 运动补偿
运动补偿是通过先前的局部图像来预测、补偿当前的局部图像,它是减少帧序列冗余信息的有效方法。
- 运动表示
不同区域的图像需要使用不同的运动矢量来描述运动信息。运动矢量通过熵编码进行压缩。
- 运动估计
运动估计是从视频序列中抽取运动信息的一整套技术。
注:通用的压缩标准都使用基于块的运动估计和运动补偿。
去空域冗余信息
主要使用帧间编码技术和熵编码技术:
- 变换编码
帧内图像和预测差分信号都有很高的空域冗余信息。变换编码将空域信号变换到另一正交矢量空间,使其相关性下降,数据冗余度减小。
- 量化编码
经过变换编码后,产生一批变换系数,对这些系数进行量化,使编码器的输出达到一定的位率。这一过程导致精度的降低。
- 熵编码
熵编码是无损编码。它对变换、量化后得到的系数和运动信息,进行进一步的压缩。
视频编码的基本框架(图)
国际音视频压缩标准发展历程
H.261
H.261标准是为ISDN设计,主要针对实时编码和解码设计,压缩和解压缩的信号延时不超过150ms,码率px64kbps(p=1~30)。
H.261标准主要采用运动补偿的帧间预测、DCT变换、自适应量化、熵编码等压缩技术。 只有I帧和P帧,没有B帧,运动估计精度只精确到像素级。支持两种图像扫描格式:QCIF和CIF。
H.263
H.263标准是甚低码率的图像编码国际标准,它一方面以H.261为基础,以混合编码为核心,其基本原理框图和H.261十分相似,原始数据和码流组织也相似;另一方面,H.263也吸收了MPEG等其它一些国际标准中有效、合理的部分,如:半像素精度的运动估计、PB帧预测等,使它性能优于H.261。
H.263使用的位率可小于64Kb/s,且传输比特率可不固定(变码率)。H.263支持多种分辨率: SQCIF(128x96)、 QCIF、CIF、4CIF、16CIF。
与H.261和H.263相关的国际标准
与H.261有关的国际标准
H.320:窄带可视电话系统和终端设备;
H.221:视听电信业务中64~1 920Kb/s信道的帧结构;
H.230:视听系统的帧同步控制和指示信号;
H.242:使用直到2Mb/s数字信道的视听终端的系统。
与H.263有关的国际标准
H.324:甚低码率多媒体通信终端设备;
H.223:甚低码率多媒体通信复合协议;
H.245:多媒体通信控制协议;
G.723.1.1:传输速率为5.3Kb/s和6.3Kb/s的语音编码器。
JPEG
国际标准化组织于1986年成立了JPEG(Joint Photographic Expert Group)联合图片专家小组,主要致力于制定连续色调、多级灰度、静态图像的数字图像压缩编码标准。常用的基于离散余弦变换(DCT)的编码方法,是JPEG算法的核心内容。
MPEG-1/2
MPEG-1标准用于数字存储体上活动图像及其伴音的编码,其数码率为1.5Mb/s。 MPEG-1的视频原理框图和H.261的相似。
MPEG-1视频压缩技术的特点:1. 随机存取;2. 快速正向/逆向搜索;3 .逆向重播;4. 视听同步;5. 容错性;6. 编/解码延迟。MPEG-1视频压缩策略:为了提高压缩比,帧内/帧间图像数据压缩技术必须同时使用。帧内压缩算法与JPEG压缩算法大致相同,采用基于DCT的变换编码技术,用以减少空域冗余信息。帧间压缩算法,采用预测法和插补法。预测误差可在通过DCT变换编码处理,进一步压缩。帧间编码技术可减少时间轴方向的冗余信息。
MPEG-2被称为“21世纪的电视标准”,它在MPEG-1的基础上作了许多重要的扩展和改进,但基本算法和MPEG-1相同。
MPEG-4
MPEG-4标准并非是MPEG-2的替代品,它着眼于不同的应用领域。MPEG-4的制定初衷主要针对视频会议、可视电话超低比特率压缩(小于64Kb/s)的需求。在制定过程中,MPEG组织深深感受到人们对媒体信息,特别是对视频信息的需求由播放型转向基于内容的访问、检索和操作。
MPEG-4与前面提到的JPEG、MPEG-1/2有很大的不同,它为多媒体数据压缩编码提供了更为广阔的平台,它定义的是一种格式、一种框架,而不是具体算法,它希望建立一种更自由的通信与开发环境。于是MPEG-4新的目标就是定义为:支持多种多媒体的应用,特别是多媒体信息基于内容的检索和访问,可根据不同的应用需求,现场配置解码器。编码系统也是开放的,可随时加入新的有效的算法模块。应用范围包括实时视听通信、多媒体通信、远地监测/监视、VOD、家庭购物/娱乐等。
JVT:新一代的视频压缩标准
JVT是由ISO/IEC MPEG和ITU-T VCEG成立的联合视频工作组(Joint Video Team),致力于新一代数字视频压缩标准的制定。
JVT标准在ISO/IEC中的正式名称为:MPEG-4 AVC(part10)标准;在ITU-T中的名称:H.264(早期被称为H.26L)
H264/AVC
H264集中了以往标准的优点,并吸收了以往标准制定中积累的经验, 采用简洁设计,使它比MPEG4更容易推广。H.264创造性了多参考帧、多块类型、整数变换、帧内预测等新的压缩技术,使用了更精细的分象素运动矢量(1/4、1/8)和新一代的环路滤波器,使得压缩性能大大提高,系统更加完善。
H.264主要有以下几大优点:
- 高效压缩:与H.263+和MPEG4 SP相比,减小50%比特率
- 延时约束方面有很好的柔韧性
- 容错能力
- 编/解码的复杂性可伸缩性
- 解码全部细节:没有不匹配
- 高质量应用
- 网络友善
监控中的视频编码技术
目前监控中主要采用MJPEG、MPEG1/2、MPEG4(SP/ASP)、H.264/AVC等几种视频编码技术。对于最终用户来言他最为关心的主要有:清晰度、存储量(带宽)、稳定性还有价格。采用不同的压缩技术,将很大程度影响以上几大要素。
MJPEG
MJPEG(Motion JPEG)压缩技术,主要是基于静态视频压缩发展起来的技术,它的主要特点是基本不考虑视频流中不同帧之间的变化,只单独对某一帧进行压缩。
MJPEG压缩技术可以获取清晰度很高的视频图像,可以动态调整帧率、分辨率。但由于没有考虑到帧间变化,造成大量冗余信息被重复存储,因此单帧视频的占用空间较大,目前流行的MJPEG技术最好的也只能做到3K字节/帧,通常要8~20K!
MPEG-1/2
MPEG-1标准主要针对SIF标准分辨率(NTSC制为352X240;PAL制为352X288)的图像进行压缩. 压缩位率主要目标为1.5Mb/s.较MJPEG技术,MPEG1在实时压缩、每帧数据量、处理速度上有显着的提高。但MPEG1也有较多不利地方:存储容量还是过大、清晰度不够高和网络传输困难。
MPEG-2 在MPEG-1基础上进行了扩充和提升,和MPEG-1向下兼容,主要针对存储媒体、数字电视、高清晰等应用领域,分辨率为:低(352x288),中(720x480),次高(1440x1080),高(1920x1080)。MPEG-2视频相对MPEG-1提升了分辨率,满足了用户高清晰的要求,但由于压缩性能没有多少提高,使得存储容量还是太大,也不适和网络传输。
MPEG-4
MPEG-4视频压缩算法相对于MPEG-1/2在低比特率压缩上有着显着提高,在CIF(352*288)或者更高清晰度(768*576)情况下的视频压缩,无论从清晰度还是从存储量上都比MPEG1具有更大的优势,也更适合网络传输。另外MPEG-4可以方便地动态调整帧率、比特率,以降低存储量。
MPEG-4由于系统设计过于复杂,使得MPEG-4难以完全实现并且兼容,很难在视频会议、可视电话等领域实现,这一点有点偏离原来地初衷。另外对于中国企业来说还要面临高昂的专利费问题,目前规定:
- 每台解码设备需要交给MPEG-LA 0.25美元
- 编码/解码设备还需要按时间交费(4美分/天=1.2美元/月 =14.4美元/年)
H.264/AVC
H.264集中了以往标准的优点,在许多领域都得到突破性进展,使得它获得比以往标准好得多整体性能:
- 和H.263+和MPEG-4 SP相比最多可节省50%的码率,使存储容量大大降低;
- H.264在不同分辨率、不同码率下都能提供较高的视频质量;
- 采用“网络友善”的结构和语法,使其更有利于网络传输。
H.264采用简洁设计,使它比MPEG4更容易推广,更容易在视频会议、视频电话中实现,更容易实现互连互通,可以简便地和G.729等低比特率语音压缩组成一个完整的系统。
MPEG LA吸收MPEG-4的高昂专利费而使它难以推广的教训,MPEG LA制定了以下低廉的H.264收费标准:H.264广播时基本不收费;产品中嵌入H.264编/解码器时,年产量10万台以下不收取费,超过10万台每台收取0.2美元,超过500万台每台收取0.1美元。低廉的专利费使得中国H.264监控产品更容易走向世界。
监控中视频编码分辨率的选择
目前监控行业中主要使用以下分辨率:SQCIF、QCIF、CIF、4CIF。
SQCIF和QCIF的优点是存储量低,可以在窄带中使用,使用这种分辨率的产品价格低廉;缺点是图像质量往往很差、不被用户所接受。
CIF是目前监控行业的主流分辨率,它的优点是存储量较低,能在普通宽带网络中传输,价格也相对低廉,它的图像质量较好,被大部分用户所接受。缺点是图像质量不能满足高清晰的要求。
4CIF是标清分辨率,它的优点是图像清晰。缺点是存储量高,网络传输带宽要求很高,价格也较高。
分辨率新的选择-528x384
2CIF(704x288)已被部分产品采用,用来解决CIF清晰度不够高和4CIF存储量高、价格高昂的缺点。但由于704x288只是水平分辨率的提升,图像质量提高不是特别明显。
经过测试,我们发现另外一种2CIF分辨率528x384,比704x288能更好解决CIF、4CIF的问题。特别是在512Kbps-1Mbps码率之间,能获得稳定的高质量图像,满足用户较高图像质量的要求。目前这一分辨率已被许多网络多媒体广播所采用,被广大用户所接受。比如杭州网通网上影院是采用512x384分辨率,在768k下能稳定地获得近似DVD的图像质量。
监控中实现视频编码的最佳方式
目前视频编码正处于一个技术日新月异的时期,视频编码的压缩性能在不断得到提升。
在监控中主要使用ASCI和DSP两种方案。由于ASIC芯片的设计、生产周期过长,使它已跟不上视频编码的发展速度。而DSP芯片,由于它的通用设计,使它能实现各种视频编码算法,并且可以及时更新视频编码器,紧跟视频编码的发展速度。另外使用DSP芯片可以比ASIC更灵活的配置编码器,使编码器达到最佳性能。
海康威视产品目前达到的技术水准
海康威视产品采用最先进的H.264视频压缩算法和高性能的DSP处理器。
强大的H.264视频压缩引擎使产品获得极高的压缩比、高质量的图像质量和良好的网络传输性能。高性能的DSP处理器能灵活的配置视频编/解码器:动态设置分辨率、帧率、码率、图像质量等;可以双码流输出,达到本地存储和网络传输分别处理的功能。
使用TM130X DSP的产品,单个芯片能实时压缩一路以下分辨率的视频:SQCIF、QCIF、CIF、2CIF(PAL:704x288或528x384)。
使用DM642 DSP的产品,单个芯片能实时压缩4路以下分辨率的视频:SQCIF、QCIF、CIF、2CIF(PAL:704x288或528x384)。单个芯片能实时压缩2路4CIF视频。
电视节目制作数字网络化已成为大家关心的热点,其中重要的技术之一是数字视频压缩。运动图像专家组(MPEG)是ISO/IEC的一个工作组,负责开发运动图像、声频及其混合信息的压缩、解压缩、处理和编码表示方面的国际标准。MPEG已经制定了MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4标准。MPEG-1和MPEG-2已广泛应用在多媒体工业,例如数字电视、CD、视频点播、归档、因特网上的音乐等等。MPEG-4主要用于64 kb/s以下的低速率音视频编码,以使用于窄带多媒体通信等领域。MPEG目前正在制定MPEG-7和MPEG-21。但M-JPEG、MPEG-2和DV三大压缩技术已占据着当今视频压缩技术的主要地位,呈现互不替代,激烈竞争,共同发展的状态。
M-JPEG和DV均采用帧内压缩方式,压缩效率要比MPEG-2低。在低码率的时候,MPEG-2可以提供比M-JPEG高的压缩比而保持较好的图像质量;在要求高图像质量的时候(比如节目编辑和后期制作),MPEG-2与M-JPEG、DV的输出码率差别要小得多。电视台业务的多样性要求压缩标准能提供多种码率。可变码率(VBR)特性对电视台有效利用资源非常重要。MPEG-2可以通过改变GOP结构和DCT及霍夫曼编码的参数来调整输出码率;M-JPEG可以通过改变DCT及霍夫曼编码参数调节压缩比;DV格式因其应用特点,没有提供VBR。M-JPEG发展较早,在非线性视频编辑方面应用多年,软、硬件技术成熟,成本低廉,以目前硬件平台而言,平均比MPEG-2平台便宜5000美元左右。目前,M-JPEG、DV和MPEG-2三个标准各有长处,设备都获得了广泛使用。日本和北美大多用DV格式进行后期制作;EBU在1999年的D84、D85技术声明中推荐电视台在演播室使用50 Mb/s的纯I帧4:2:2P MPEG-2;而中国在广泛使用M-JPEG的同时热烈讨论MPEG-2 IBP格式的编辑。
下面针对现今在电视台数字化网络中主要应用的两种视频压缩技术,即M-JPEG和MPEG-2做一下对比。最后对MPEG-7作简单概述。
M-JPEG是针对活动图像而优化的JPEG压缩而称。而JPEG是针对一帧图像DCT变换来对图像数据进行压缩,通过对电视数字信号(4:2:2数据)的每一帧进行JPEG压缩。由于电视编辑、特技制作均需要以帧为基本单位,所以对以帧为单元进行压缩(帧内压缩)的M-JPEG格式被成功地用于数字视频系统,特别是数字非线性节目编辑系统。目前我国非线性编辑系统大都采用4:1 M-JPEG压缩,被认为是可以接受的广播级水平。当PAL制4:2:2数字信号采用4:1压缩时,其数据率是5 MB/s(40M b/s), 每小时视频节目占用18 GB存储空间。由于M-JPEG是帧内压缩方式,可以提供精确到帧的随机存取访问,不附带任何的访问延迟,能够实现精确到帧的节目编辑。 所谓MPEG-2压缩是根据运动图像相邻帧之间有一定的相似性原则,通过运动预测,参考前一帧图像与这一帧图像的相似情况,去掉与前一帧相似的冗余数据,而只记录这一帧与上一帧不同的数据,从而大大提高了视频数据的压缩效率,这种压缩方法也称为帧相关压缩。因为采用运动预测帧相关的压缩方式,针对视频压缩有很好的效果,在获得广播级数字视频质量的前提下,可以实现20:1的压缩效率,数据率可降至1 MB/s(8M b/s),一小时视频节目占用3.6 GB空间。数据存储空间利用率高,网络传输效率是M-JPEG系统的5倍以上。这给基于MPEG-2压缩视频的存储、传输、编辑、播出带来极大的好处,在存储方面可以大大节约存储体成本,并能引入各种类型的存储介质,如硬盘、光盘、数据磁带以及存储器芯片等。
但由于MPEG-2格式只有一个完整的帧,即I帧,所以在电视需要帧精确地进行剪接时会带来一定的困难,需要硬件板卡或软件系统的支持。MPEG-2在压缩方面有帧内压缩和帧间压缩两种方式,使用三种类型的图像,即I帧、P帧和B帧。I帧使用帧内压缩,不使用运动补偿,提供中等压缩比。由于I帧不依赖其它帧,所以是随机存取的入点,同时是解码的基准帧。P帧根据前面的I帧或P帧进行预测,使用运动补偿算法进行压缩,压缩比要比I帧高。P帧是对B帧和后继P帧进行解码的基准帧。它本身有误差,会造成误差传播。B帧是基于内插重建的帧,它基于前后两个IP帧或PP帧,不传播误差。它使用双向预测进行压缩,提供更高的压缩比。目前各硬件板卡厂商正在抓紧开发,以解决基于MPEG-2的IBP帧编辑,目前国内很多公司如奥维迅、索贝、大洋已经用软件解决了IBP帧精确编辑的问题,使MPEG-2格式应用到电视节目的制作、传输、存储、播出,构架全电视台的数字化网络系统成为可能。
1996年10月,运动图像专家组开始着手一项新的研究课题来解决多媒体内容描述的问题,即多媒体内容描述接口(简称MPEG-7)。MPEG-7将扩大现今在识别内容方面存在的能力限制,将包括更多的数据类型。MPEG-7的目标是支持多种音频和视觉的描述,包括自由文本、N维时空结构、统计信息、客观属性、主观属性、生产属性和组合信息。对于视觉信息,描述将包括颜色、视觉对象、纹理、草图、形状、体积、空间关系、运动及变形等。
MPEG-7的目标是根据信息的抽象层次,提供一种描述多媒体材料的方法以便表示不同层次上的用户对信息的需求。以视觉内容为例,较低抽象层将包括形状、尺寸、纹理、颜色、运动(轨道)和位置的描述。对于音频的较低抽象层包括音调、调式、音速、音速变化、音响空间位置。MPEG-7的目标是支持数据管理的灵活性、数据资源的全球化和互操作性。
对于未来的多媒体服务,必须将内容的表示和描述共同来考虑,也就是说,许多涉及内容表示的服务必须要首先处理内容描述。利用MPEG-7 描述可用的音视信息,大家就能快速找到我们想要的信息,可以更加自由的与多媒体内容交互及重新使用音视信息的内容,或以新的方式将这些内容的某些成分结合起来使用。
编解码技术在过去十年中不断改进。最新的编解码技术(H.264/AVC与VC-1)代表着第三代视频压缩技术。为具体应用选择正确的编解码器并优化其实时实施仍然是一项巨大的挑战,最佳的设计必须权衡压缩效率及可用的计算能力。 ……
视频压缩是所有令人振奋的、新型视频产品的重要动力。为具体应用选择正确的编解码器并优化其实时处理仍然是一项巨大的挑战。最佳的设计必须权衡压缩效率及可用的计算能力。此外,如何在计算能力有限的情况下获得最佳压缩效率也是一门大学问。
数字视频的主要挑战在于原始或未压缩的视频需要存储或传输大量数据。例如,标准清晰度的 NTSC 视频的数字化一般是每秒 30 帧速率,采用 4:2:2 YCrCb 及 720×480,其要求超过 165Mbps 的数据速率。保存 90 分钟的视频需要 110GB 空间,或者说超过标准 DVD-R 存储容量的 25 倍。即使是视频流应用中常用的低分辨率视频(如CIF:352×288 4:2:0、30 帧/秒)也需要超过 36.5Mbps 的数据速率,这是 ADSL 或 3G 无线等宽带网络速度的许多倍。目前的宽带网可提供 1~10Mbps 的持续传输能力,显然数字视频的存储或传输需要采用压缩技术。
视频压缩的目的是对数字视频进行编码——在保持视频质量的同时占用尽可能少的空间。编解码技术理论依据为信息理论的数学原理。不过,开发实用的编解码技术需要艺术性的精心考虑。
压缩权衡
在选择数字视频系统的编解码技术时需要考虑诸多因素。主要因素包括应用的视频质量要求、传输通道或存储介质所处的环境(速度、时延、错误特征)以及源内容的格式。同样重要的还有预期分辨率、目标比特率、色彩深度、每秒帧数以及内容和显示是逐行扫描还是隔行扫描。压缩通常需要在应用的视频质量要求与其他需求之间做出取舍。首先,用途是存储还是单播、多播、双向通信或广播?对于存储应用,到底有多少可用的存储容量以及存储时间需要多久?对于存储之外的应用,最高比特率是多少?对于双向视频通信,时延容差或容许的端到端系统延迟是多少?如果不是双向通信,内容需要在脱机状态提前完成编码还是需要实时编码?网络或存储介质的容错能力如何?根据基本目标应用,不同压缩标准以不同方式处理这些问题的权衡。
另一方面是需要权衡编解码实时处理的成本。如 H.264/AVC 或 WMV9/VC-1等能够实现较高压缩比的新算法需要更高的处理能力,这会影响编解码器件的成本、系统功耗以及系统内存。
……
标准对编解码技术的普及至关重要。出于规模经济原因,用户根据可承受的标准寻找相应产品。由于能够保障厂商之间的互操作性,业界乐意在标准方面进行投资。而由于自己的内容可以获得较长的生命周期及广泛的需求,内容提供商也对标准青睐有加。尽管几乎所有视频标准都是针对少数特定应用的,但是在能够适用的情况下,它们在其他应用中也能发挥优势。
为了实现更好的压缩及获得新的市场机遇,ITU与 MPEG 一直在不断发展压缩技术和开发新标准。中国最近开发了一种称为 AVS 的国家视频编码标准,我们在后面也会做一介绍。目前正在开发的标准包括 ITU/MPEG 联合可扩展视频编码 (Joint Scalable Video Coding)(对 H264/ AVC 的修订)和MPEG 多视角视频编码 (Multi-view Video Coding)。另外,为了满足新的应用需求,现有标准也在不断发展。例如,H.264 最近定义了一种称为高精度拓展 (Fidelity Range Extensions) 的新模式,以满足新的市场需求,如专业数字编辑、HD-DVD 与无损编码等。
…………视频压缩正在市场中催生数量日益增长的数字视频产品。采用数字视频压缩技术的终端设备范围广泛,从电池驱动的便携设备到高性能基础设备。
数字视频的最佳处理器解决方案取决于具体的目标应用。TI 拥有可支持多种标准并满足主要设计及系统约束需求的各种 DSP。TI的解决方案范围广泛,其中包括低功耗 C5000 DSP与移动OMAP 应用处理器、高性能C6000 DSP 与视频优化的高性能 DM64x 和 DM644x 数字媒体处理器。
德州仪器 (TI) 的DM 列处理器专门针对高端视频系统的需求而设计。该系列的最新处理器是功能强大的 DM6446[15],其采用了TI的达芬奇 (DaVinci)技术[16]。DM6446的双内核架构兼具DSP和RISC技术优势,集成了时钟频率达594MHz 的c64x+ DSP内核与ARM926EJ-S内核。新一代c64x+ DSP 是 TMS320C6000(tm) DSP 平台中性能最高的定 DSP,并建立在TI开发的第二代高性能高级VLIW架构的增强版之上。c64x+与前代C6000 DSP平台代码兼容。DM644x等可编程数字媒体处理器可以支持所有的现有业界标准以及采用单个可编程数字媒体处理器的专有视频格式。DM6446 还具有片上内存,包括一个2级高速缓存和众多具有视频专用功能的外设。DM6446 还包含一种视频/影像协处理器 (VICP),用于减轻相关算法(如:JPEG、H.264、MPEG4 与 VC-1)的 DSP 内核繁重的视频与影像处理负担,从而使更多的 DSP MIPS能够用于视频后处理或者其他并行运行等功能。
压缩标准规定需要的语法与可用的工具,不过许多算法结果取决于具体实施情况。主要变量包括:比特率控制算法、单通道与多通道编码、I/B/P 帧比率、运动搜索范围、运动搜索算法、以及选用的个别工具与模式。这种灵活性允许我们在计算负载和改进质量之间做出不同取舍。显然所有编码器都可以采用或高或低的频率实现不同的视频质量水平。
越来越多的视频压缩标准可以针对具体最终应用提供越来越高的压缩效率和越来越丰富的工具。另外,向网络化连接发展的趋势意味着许多产品越来越需要支持多种标准。多种标准和专有算法的流行也使我们难以选择单个标准,尤其是在硬件决策经常超前于产品部署的情况下。不仅如此,每个视频编码算法都提供丰富的工具与功能选择,以平衡压缩效率的复杂性。工具和功能的选择是与特定应用和用例息息相关的重复过程。由于必须支持的编解码器数量的增多以及针对具体解决方案和应用而对编解码器进行优化的选择范围更为广泛,因此在数字视频系统中采用灵活的媒体处理器是大势所趋。DM6446等数字媒体处理器可充分满足性能处理需求同时架构灵活,从而能够快速把新标准实施推向市场,其中包括:H.264、AVS 与 WMV9。我们可以在标准定义阶段实施算法并且保持软件算法与工具的更新,从而紧随标准大大小小的修改并且满足应用不断变化的质量需求。
编辑词条
http://tech.sina.com.cn/other/2004-10-15/1438441503.shtml
‘陆’ 硬实时操作系统和软实时操作系统有什么不同
实时操作系统
英文称Real
Time
Operating
System,简称RTOS。
1、实时操作系统定义
什么东西一旦弄上实时两个字就是对响应时间有严格的要求。实时操作系统贵在实时,要求在规定的时间内完成某种操作。主要用在工业控制中,实时操作系统中一般任务数是固定的,有硬实时和软实时之分,硬实时要求在规定的时间内必须完成操作,这是在操作系统设计时保证的;软实时则没有那么严,只要按照任务的优先级,尽可能快地完成操作即可。我们通常使用的操作系统在经过一定改变之后就可以变成实时操作系统。
实时操作系统是保证在一定时间限制内完成特定功能的操作系统。例如,可以为确保生产线上的机器人能获取某个物体而设计一个操作系统。在“硬”实时操作系统中,如果不能在允许时间内完成使物体可达的计算,操作系统将因错误结束。在“软”实时操作系统中,生产线仍然能继续工作,但产品的输出会因产品不能在允许时间内到达而减慢,这使机器人有短暂的不生产现象。一些实时操作系统是为特定的应用设计的,另一些是通用的。一些通用目的的操作系统称自己为实时操作系统。但某种程度上,大部分通用目的的操作系统,如微软的Windows
NT或IBM的OS/390有实时系统的特征。这就是说,即使一个操作系统不是严格的实时系统,它们也能解决一部分实时应用问题。
2、实时操作系统的特征
通常,实时操作系统必须有以下特征:
1)多任务;
2)有线程优先级
3)多种中断级别
小的嵌入式操作系统经常需要实时操作系统。内核要满足实时操作系统的要求。但其它部件,如设备驱动程序也是需要的,因此,一个实时操作系统常比内核大。
3、实时操作系统的分类
软实时系统和硬实时系统。
实时系统对逻辑和时序的要求非常严格,如果逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果。实时系统有两种类型:软实时系统和硬实时系统。
软实时系统仅要求事件响应是实时的,并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成;而在硬实时系统中,不仅要求任务响应要实时,而且要求在规定的时间内完成事件的处理。通常,大多数实时系统是两者的结合。
事实上,没有一个绝对的数字可以说明什么是硬实时,什么是软实时。它们之间的界限是十分模糊的。这与选择什么样的CPU,它的主频、内存等参数有一定的关系[1]。另外,因为应用的场合对系统实时性能要求的不同而有不同的定义。因此,在现有的固定的软、硬件平台上,如何测试并找出决定系统实时性能的关键参数,并给出优化的措施和试验数据,就成为一个具有普遍意义并且值得深入探讨的课题。本文就是基于此目的进行讨论的。
因为采用实时操作系统的意义就在于能够及时处理各种突发的事件,即处理各种中断,因而衡量嵌入式实时操作系统的最主要、最具有代表性的性能指标参数无疑应该是中断响应时间了。中断响应时间通常被定义为:
中断响应时间=中断延迟时间+保存CPU状态的时间+该内核的ISR进入函数的执行时间[2]。
中断延迟时间=MAX(关中断的最长时间,最长指令时间)
+
开始执行ISR的第一条指令的时间[2]。
‘柒’ 关于压缩问题
常见的视频格式有很多,如果你稍微了解一点儿视频知识,就应该不会对诸如AVI、MPEG、MOV、RM等常见视频格式感到陌生。兵来将挡,水来土掩。什么格式的文件就有什么样的播放器对应:MOV格式文件用QuickTime播放,RM格式的文件当然用RealPlayer播放。但假如你的爱机中只装有RealPlayer播放器,而你所得到的却是一个MOV格式文件,此时你跟谁急都没用。最好的办法就是要找到这两种视频格式之间的“桥梁”从而实现互相转换,你也就可以美滋滋地欣赏精彩的视频文件了。
一、认识视频文件
常言道:物以类聚,人以群分。视频文件也不例外,细细算起来,视频文件可以分成两大类:其一是影像文件,比如说常见的VCD便是一例。其二是流式视频文件,这是随着国际互联网的发展而诞生的后起视频之秀,如说在线实况转播,就是构架在流式视频技术之上的。
影像格式(Video)
日常生活中接触较多的VCD、多媒体CD光盘中的动画……这些都是影像文件。影像文件不仅包含了大量图像信息,同时还容纳大量音频信息。所以,影像文件的“身材”往往不可小觑,动辄就是几MB甚至几十MB。
1、AVI格式
如果你是一名游戏玩家,应该会注意到很多游戏的片首动画都是AVI格式的吧。比如很多人喜欢玩的《仙剑奇侠传》,片首那段极富中国传统色彩(青山、绿水、白鹭)的动画就是采用的AVI格式。AVI有一个专业的名字,叫做音频视频交错(Audio Video Interleaved)格式。它的背景不可小看,它是由Microsoft公司开发的一种数字音频与视频文件格式,原先仅仅用于微软的视窗视频操作环境(VFW ,Microsoft Video for Windows),现在已被大多数操作系统直接支持。AVI格式允许视频和音频交错在一起同步播放,但AVI文件没有限定压缩标准,由此就造就了AVI的一个“永远的心痛”,即AVI文件格式不具有兼容性。不同压缩标准生成的AVI文件,就必须使用相应的解压缩算法才能将之播放出来。我们常常可以在多媒体光盘上发现它的踪影,一般用于保存电影、电视等各种影像信息,有时它也出没于Internet中,主要用于让用户欣赏新影片的精彩片段。常用的AVI播放驱动程序,主要有Microsoft Video for Windows或Windows 95/98中的Video 1,以及Intel公司的Indeo Video等等。
2、MOV格式(QuickTime)
QuickTime格式大家可能不怎么熟悉,因为它是Apple公司开发的一种音频、视频文件格式。QuickTime用于保存音频和视频信息,现在它被包括Apple Mac OS、Microsoft Windows 95/98/NT在内的所有主流电脑平台支持。QuickTime文件格式支持25位彩色,支持领先的集成压缩技术,提供150多种视频效果,并配有提供了200多种MIDI兼容音响和设备的声音装置。新版的QuickTime进一步扩展了原有功能,包含了基于Internet应用的关键特性。综上,QuickTime因具有跨平台、存储空间要求小等技术特点,得到业界的广泛认可,目前已成为数字媒体软件技术领域的事实上的工业标准。
3、MPEG/MPG/DAT格式
大家对在电脑上看VCD都习以为常了吧?但你知道如何将那么多的音频和视频信息压缩到一张CD光盘中的吗?如果你曾打开过VCD光盘的文件,你会发现其中有一个MPEG的文件夹。此时聪明的你一定会意识到VCD光盘压缩就是采用MPEG这种文件格式。就是Moving Pictures Experts Group(动态图像专家组)的缩写,由国际标准化组织ISO(International Standards Organization)与IEC(International Electronic Committee)于1988年联合成立,专门致力于运动图像(MPEG视频)及其伴音编码(MPEG音频)标准化工作。MPEG是运动图像压缩算法的国际标准,现已被几乎所有的计算机平台共同支持。和前面某些视频格式不同的是,MPEG采用有损压缩方法减少运动图像中的冗余信息从而达到高压缩比的目的,当然这些是在保证影像质量的基础上进行的。MPEG压缩标准是针对运动图像而设计的,其基本方法是:在单位时间内采集并保存第一帧信息,然后只存储其余帧相对第一帧发生变化的部分,从而达到压缩的目的。MPEG的平均压缩比为50∶1,最高可达200∶1,压缩效率之高由此可见一斑。同时图像和音响的质量也非常好,并且在微机上有统一的标准格式,兼容性相当好。MPEG标准包括MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统(视频、音频同步)三个部分, MP3音频文件就是MPEG音频的一个典型应用,而Video CD (VCD)、Super VCD (SVCD)、DVD (Digital Versatile Disk)则是全面采用MPEG技术所产生出来的新型消费类电子产品。
流式视频格式(Streaming Video Format)
目前,很多视频数据要求通过Internet来进行实时传输,前面我们曾提及到,视频文件的体积往往比较大,而现有的网络带宽却往往比较“狭窄”,千军万马要过独木桥,其结果当然可想而知。客观因素限制了视频数据的实时传输和实时播放,于是一种新型的流式视频(Streaming Video)格式应运而生了。这种流式视频采用一种“边传边播”的方法,即先从服务器上下载一部分视频文件,形成视频流缓冲区后实时播放,同时继续下载,为接下来的播放做好准备。这种“边传边播”的方法避免了用户必须等待整个文件从Internet上全部下载完毕才能观看的缺点。到目前为止,Internet上使用较多的流式视频格式主要是以下三种:
1、 RM(Real Media)格式
RM格式是RealNetworks公司开发的一种新型流式视频文件格式,它麾下共有三员大将:RealAudio、RealVideo和RealFlash。RealAudio用来传输接近CD音质的音频数据,RealVideo用来传输连续视频数据,而RealFlash则是RealNetworks公司与Macromedia公司新近合作推出的一种高压缩比的动画格式。RealMedia可以根据网络数据传输速率的不同制定了不同的压缩比率,从而实现在低速率的广域网上进行影像数据的实时传送和实时播放。这里我们主要介绍RealVideo,它除了可以以普通的视频文件形式播放之外,还可以与RealServer服务器相配合,首先由RealEncoder负责将已有的视频文件实时转换成RealMedia格式,RealServer则负责广播RealMedia视频文件。在数据传输过程中可以边下载边由RealPlayer播放视频影像,而不必像大多数视频文件那样,必须先下载然后才能播放。目前,Internet上已有不少网站利用RealVideo技术进行重大事件的实况转播。
2、MOV文件格式(QuickTime)
MOV也可以作为一种流文件格式。QuickTime能够通过Internet提供实时的数字化信息流、工作流与文件回放功能,为了适应这一网络多媒体应用,QuickTime为多种流行的浏览器软件提供了相应的QuickTime Viewer插件(Plug-in),能够在浏览器中实现多媒体数据的实时回放。该插件的“快速启动(Fast Start)”功能,可以令用户几乎能在发出请求的同时便收看到第一帧视频画面,而且,该插件可以在视频数据下载的同时就开始播放视频图像,用户不需要等到全部下载完毕就能进行欣赏。此外,QuickTime还提供了自动速率选择功能,当用户通过调用插件来播放QuickTime多媒体文件时,能够自己选择不同的连接速率下载并播放影像,当然,不同的速率对应着不同的图像质量。此外,QuickTime还采用了一种称为QuickTime VR的虚拟现实(VR,Virtual Reality)技术,用户只需通过鼠标或键盘,就可以观察某一地点周围360度的景象,或者从空间任何角度观察某一物体。
3、ASF(Advanced Streaming Format)格式
Microsoft公司推出的Advanced Streaming Format (ASF,高级流格式),也是一个在Internet上实时传播多媒体的技术标准,Microsoft公司的野心很大,希图用ASF取代QuickTime之类的技术标准。ASF的主要优点包括:本地或网络回放、可扩充的媒体类型、部件下载、以及扩展性等。ASF应用的主要部件是NetShow服务器和NetShow播放器。有独立的编码器将媒体信息编译成ASF流,然后发送到NetShow服务器,再由NetShow服务器将ASF流发送给网络上的所有NetShow播放器,从而实现单路广播或多路广播。这和Real系统的实时转播则是大同小异。
MKV简介
MKV不是一种压缩格式,AVI、MPG才是视频压缩格式,MP3、OGG才是音频压缩格式。MKV是个“组合”和“封装”的格式,换句话说就是一种容器格式。举个例子的话就比较容易理解了,把只有视频的XviD或者DivX和只有音频的MP3组合起来,然后以一种多媒体介质的形式出现,最常见的就是AVI,其次就是OGM,还有MP4等不太常见的。简单地说,MKV是把不同的视频游戏、音频流字幕等封装成一个独立的,含有不同语言的字幕和不同内容的音频的多媒体格式文件。
下面对目前比较流行的一些视频格式来个全面讲评:
*.AVI
AVI文件格式想来大家不会陌生了,AVI是音频视频交错(Audio Video Interleaved)的英文缩写。AVI这个由老大微软公司从 WIN3.1 时代就开始发表的旧视频格式已经为大家兢兢业业地服务了好几个年头了。如果这个都不认识,哥们你还是别往下看了^_^,这个东西的好处嘛,无非是兼容好、调用方便、图象质量好,但缺点也是比较突出的,那就是文件体积过于庞大,也正是由于这个原因,我们才能够陆续看到由 MPEG1 的诞生到现在 MPEG4 的出台。
*.MPEG/.MPG/.DAT
MPEG也是Motion Picture Experts Group 的缩写。这个家族中包括了 MPEG-1, MPEG-2 和 MPEG-4在内的多种视频格式(值得指出的是,大家在这里没有见到MPEG-3的字样,因为大家熟悉的MP3 只是 MPEG Layeur 3)。MPEG-1相信是大家接触得最多的了,因为目前其正在被广泛地应用在 VCD 的制作和一些视频片段下载的网络应用上面,可以说 99% 的 VCD 都是用 MPEG1 格式压缩的,(注意 VCD2.0 并不是说明 VCD 是用 MPEG-2 压缩的)使用 MPEG-1 的压缩算法,可以把一部 120 分钟长的电影(未视频文件)压缩到 1.2 GB 左右大小。MPEG-2 则是应用在 DVD 的制作(压缩)方面,同时在一些 HDTV(高清晰电视广播)和一些高要求视频编辑、处理上面也有相当的应用面。使用 MPEG-2 的压缩算法压缩一部 120 分钟长的电影(未视频文件)可以到压缩到 4 到 8 GB 的大小(当然,其图象质量等性能方面的指标 MPEG-1 是没得比的)。
这里值得多说两句的是DIVX和MPEG4。DIVX 视频编码技术可以说是一种对 DVD 造成威胁的新生视频压缩格式,也有人说它是 DVD 杀手,它由 Microsoft mpeg4 v3 修改而来,使用了MPEG4的压缩算法。同时它也可以说是为了打破 ASF 的种种协定而发展出来的。而使用这种据说是美国禁止出口的编码技术MPEG4 压缩一部 DVD 只需要 2 张 CDROM。这样就意味着读者不需要额外购买DVD光驱也可以得到和它差不多的视频质量。而且播放这种编码,对机器的要求也不高,CPU的最低额度只要求在300MHZ 以上,而且在CPU类型的选择方面,不论你的芯是PII、CELERON还是PIII、AMDK6/2、AMDK6III、ATHALON,就是CYRIXx86也可以统吃拿下。在配置上64 兆内存和一个 8兆显存的显卡上,DIVX便可以流畅的播放了。
‘捌’ 推荐一款视频监控软件,要有智能的!
cyeweb智能视频监控软件(网络上的资料)
功能介绍 (主要功能列表)
1、单个软件最多支持64路视频同时实时显示 (25帧/秒/路) ;CMS中央管理系统可以同时支持上千路;
2、支持手机浏览功能;
3、多序列回放,可控制播放速度和实现自由拖动;
4、按实际需求,可手动录像、自动录像、异动侦测录像及探头报警录像;
5、1、4、7、9、10、13、16、25、32等多种画面分割方式及画面自动切换;
6、可以按日期、时间、通道号、事件分类等多种方式对录像文件和图片进行检索;
7、硬件双工多路实时预览,实时压缩,CPU占用极少;
8、支持在录像回放过程中设置标记点。自动将标记点间录像生成自带播放器的取证录像文件;
9、录像回放检索中支持月历模式,方便操作者选定已录像日期,支持24小时时间条模式,使用者可直接在时间条上圈定要察看的时间段录像、支持监视、检索和实时同步;
11、支持视频数据与基本信息联动;
12、提供每日定时开关机功能;
13、支持多个云台、镜头控制及多个报警器级连扩展报警输入、报警联动输出;
14、支持探头报警、异动侦测报警联动录像及快球预置点调动;支持报警回传、报警画面自动放大;
15、支持异动侦测报警联动开关量输出;
16、报警功能支持以下事件:
l 信号遗失(如摄像机供电不正常、网络断线、摄像机损坏等导致图像丢失);
l 位移侦测(侦测画面中的任何移动,包括画面中的移动物体或者摄像机本身的PTZ变化);
l 可疑物侦测(在定义的范围内侦测可疑的外来对象);
l 遗失物侦测(侦测重要的对象是否遗失或者被移动);
l 摄像机失焦(侦测摄像机聚焦是否正常);
l 摄像机遮蔽(侦测摄像机是否被遮蔽或干扰);
l 数字信号输入(侦测摄像机DI口是否有触发信号,用于联动报警);
l 系统事件(如磁盘空间不足、CPU温度过高、风扇转速过低等)。
17、警报支持以下几种方式:
l 播放声音(警报产生时,播放设定的声音文件);
l 画面显示(警报产生时,弹出设定的任意摄像机的视频画面);
l 电子邮件(警报产生时,发送邮件给设定的用户,内容包括事件、时间、警报时的图片以及自定义的其他内容);
18、PTZ移动(警报产生时,具有PTZ功能的摄像机画面移动到预置位上);
19、信号输出(警报产生时,从设定的摄像机DO口输出一个开关信号);
20、通过LAN、PSTN、ISDN、ADSL、E1、DDN等方式实现网络传输及远程设置、控制、支持远程画面切换及检索;
21、支持群组管理:当用户添加多个服务器后,可以服务器的所有摄像机自由选择进行分组,这样形成的组叫群组。显示时可以根据服务器来管理视频图像,也可以根据群组来管理;
22、可以对一个区域的预览图像和录像文件内容进行遮盖;
23、支持多显示器显示不同画面(监视界面、检索界面等) ;
24、支持一对多或多对一的远程多路检索和多路回放;
25、实时浏览、远程回放服务;
26、管理服务的启动与停止;
27、显示客户端的连接列表;
28、可自定义当用户使用客户端软件或者浏览器访问服务时的端口号;
29、可根据IP地址设置访问服务的权限列表;
30、显示服务器网络性能;
31、日志分类明确 (报警、操作、录像) ;
32、支持录像文件字符叠加及录像文件加密(水印);支持屏幕遮挡(抠屏)功能;
33、系统同时支持BS和CS模式,即使用者可以通过IE登录管理界面监控或安装客户端登录监控;
34、支持自动计数功能,可对选定区域的出入人员进出进行统计。
35、支持系统死机自启;
36、严密的安全措施,多级用户管理;隔离操作系统;
37、全球首套率先支持NVIDIA CUDA 技术的智能监控软件。(通过CUDA 释放GPU的计算能力,相对于单纯采用CPU运算,其处理速度可以提升5-10倍,大大提高在影像分析及视频编码上的效率);
38、支持混合型音视频撷取源。可同时连接USB摄像头,PCI/PCI-E 采集卡,硬压缩卡,IP摄像头,Windows Media流等;
39、混合支持模拟/IP摄像头;
40、支持2种媒体: ASF文件和数据库文件;
41、支持DAS/NAS/SAN方式的无限存储;
42、支持故障预警、故障弱化;
43、拥有设备状态自检功能;
44、使用H.264编码技术,可同时支持模拟采集卡、MJPEG、MJPEG4、H.264、VC-1等压缩标准;
45、最多可支持12个监视器;
46、支持网络广播;
47、支持电子地图;
48、支持销售点(POS);
智能视频分析
1.越线检测
用户自行定义警戒线及警戒方向,当有对象按照警戒方向越过警戒线,系统会发生报警。
2.入侵检测
由用户自行定义警戒区域,当有对象进入该区域时,系统会自动发生报警。
3.徘徊检测(Loitering)
运动物体进入监控区域内逗留的时间超过用户设定的时间之后,则触发报警,显示轨迹和时间。
4.遗留物检测(Left behind)
自911事件发生以来,全球对于公共安全的意识日益重视,各国纷纷采取多种措施防范恐怖主义袭击,例如加强出入口管制、随身行李检查、增加警备人员数目、追踪可疑人士的行径等。其中,监控系统扮演了非常重要的角色,特别是在车站、机场、大型商场等人口密集的地区,一旦发生炸弹引爆等恶意袭击事件,后果不堪设想。为了及早防范,监控系统需要采用具备遗留物侦测的智能分析系统,对可疑滞留物品实行及时通报和处理。 另外,遗留物侦测也可以用来解决自动提款机(ATM)的安全问题。部份不法份子会在ATM加设卡片阅读机或贴上误导性信息,达到骗取钱财的目的,设置遗留物侦测系统可以及时发现这些非法架设的物品。 遗留物侦测还可以用于侦测遗规泊车的情形,结合车牌辨识系统更可达到全自动的智能化执法。一旦发现禁止停车区域有车辆停留,便会触发遗留物警报讯号,并启动车牌辨识器记录违规停泊车辆的车牌号码,大大降低交通执法人员的工作量和运作成本。
5.遗失物检测(Taken away)
在博物馆或公共展览厅贵重物品失窃的情形时有发生,单纯依靠录像作事后处理的消极性做法往往不能解决问题,如果在物品遭窃的瞬间就能马上发现对于防范事件有相当重要的作用。遗失物侦测的作用是可以侦测到画面上物品被移走或是偷走的情形,及时发出警报,同时也能自动分辨出对象属于遗留物还是遗失物。
6.场景变化
当摄影机被移动或是画面被遮蔽时会造成场景变化,侦测器便可以根据这种情况判断摄影机异常并发出警报。
7.物件计数
由单个摄像机作为视频源,对单个视频源进行检测分析,用户自行定义侦测线及侦测方向,对画面上按照规定方向通过侦测线的对象进行计数,其统计结果可以图表形式输出。
8.火焰检测(Fire)
通过视频源图像自动识别火焰,触发报警,并标明火焰的位置。
9.烟雾检测(Smoke)
通过视频源图像自动识别烟雾,触发报警,并标明烟、雾的位置。
10.失焦检测
当摄影机的焦距被改变时画面会变得模糊,经由失焦侦测可以发现非法操作焦距的情况并马上发出警报。
11.人物追踪
现时市场上大多数视频分析产品的主要弱点是检测精确度的问题。不管是谁声称其产品具有99%的检测精确率,但在复杂的环境中大多数都是有严重误判的情况发生:例如监测环境移动对象很多,误报率便大大提高。这是计算机视觉领域的典型的问题,而由于此很多视频分析产品在许多情况下都无用武之地。为了解决这个问题,NovoSun采用革新的方式定义人的特征,从而找出画面中人的行走路径。使用我们的行人追踪器,即使在复杂的环境中或在摄像机任意调校的角度下,比如在商场或展览会,仍然能有效进行游荡者检测或人流统计等应用。
‘玖’ cpu吞吐量怎么计算
一个系统的吞度量(承压能力)与request对CPU的消耗、外部接口、IO等等紧密关联。
单个reqeust 对CPU消耗越高,外部系统接口、IO影响速度越慢,系统吞吐能力越低,反之越高。
系统吞吐量几个重要参数:QPS(TPS)、并发数、响应时间
QPS(TPS):每秒钟request/事务 数量
并发数: 系统同时处理的request/事务数
响应时间: 一般取平均响应时间
(很多人经常会把并发数和TPS理解混淆)
理解了上面三个要素的意义之后,就能推算出它们之间的关系:
QPS(TPS)= 并发数/平均响应时间
另外:
1. 吞吐量、响应时间
(1)
吞吐量:单位时间内的数据输出数量。
(2)
响应时间:从事件开始到事件结束的时间,也称执行时间。
2.
CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间
(1)
CPU时钟周期:机器主频的倒数,Tc
(2)主频:CPU工作主时钟的频率,机器主频Rc
(3)CPI:执行一条指令所需要的平均时钟周期
CPI=总时钟周期数/IC
(
程序执行过程中所使用的指令数,记为IC)
(4)CPU执行时间:
TCPU=In×CPI×Tc
In执行程序中指令的总数
CPI执行每条指令所需的平均时钟周期数
Tc时钟周期时间的长度
注意:每类指令的CPI和该程序的CPI是两个不同的概念
2.CPU性能公式
程序的执行时间称为CPU时间,即:
CPU时间=时钟周期数/时钟频率
程序执行过程中所使用的指令数,记为IC,则:
CPI=总时钟周期数/IC
程序执行的CPU时间就可以表示为:
CPU时间=CPI×IC/时钟频率=CPI×IC×时钟周期数
这个公式就是通常所称的CPU性能公式。
上面的公式是计算有百分比的指令系统的CPI
3. MIPS、MFLOPS
(1)MIPS:(百万条指令每秒)
MIPS(Million
Instructions Per Second)
MIPS = In/(Te×106)
=
In/(In×CPI×Tc×106)
=
Rc/(CPI×106)
Te:执行该程序的总时间
In:执行该程序的总指令数
Rc:时钟周期Tc的到数
MIPS只适合评价标量机,不适合评价向量机。标量机执行一条指令,得到一个运行结果。而向量机执行一条指令,可以得到多个运算结果。
(2)
MFLOPS:(百万个浮点操作每秒)
MFLOPS(Million Floating
Point Operations Per Second)
MFLOPS=Ifn/(Te×106)
Ifn:程序中浮点数的运算次数
MFLOPS测量单位比较适合于衡量向量机的性能。一般而言,同一程序运行在不同的计算机上时往往会执行不同数量的指令数,但所执行的浮点数个数常常是相同的。
‘拾’ 实时历史数据库的实时数据库结构
一个实时数据库系统的优劣,主要体现在它提供的功能是否齐备,系统性能是否优越,能否完成有效的数据存取,各种数据操作、查询处理、存取方法、完整性检查,保证相关的事务管理,事务的概念、调度与并发控制、执行管理及存取控制,安全性检验。
以下是力控的系统结构图系统组成:由采集站DA、数据服务器、 WEB服务器、客户端组成,同时和关系数据库进行有效的数据交换,DCS的数据经过DA进行采集,由DA SERVER送到数据服务器,数据服务器再有效的送给其它客户端。
pSpace实时数据库服务器主要由以下几部分构成:
pSpace Server:
负责整个pSpaceTM应用系统的实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、数据服务请求、事件触发器管理、调度管理、资源管理、系统配置等。
pSpace Data Service:
为第三方厂家的软件访问pSpaceTM Server时提供数据服务功能,包括:OPC Server、DDE Server、ODBC Router、Base API接口等
pSpace COM SDK:
COM SDK为用户开发基于pSpaceTM Server的应用程序提供基于COM对象的编程接口。
pSpace Visual ActiveX:
是一组开放的控件,如:数据控件、文本控件、棒图控件、趋势控件等,控件可以直接访问实时数据库和关系数据库的数据。
pSpace DA Server数据采集器:
pSpaceTM DA server是数据采集站的设备通讯管理服务程序,用于系统和DCS、PLC等数据源之间的数据交换,具有自动网络通信负荷平衡功能和断线数据缓冲功能。
pSpace的Web服务器
使用IIS作为Web管理服务器,用图形客户端生成Web网页;
使用pSpace Visual ActiveX自行创建Web服务器和Web网页;
使用pSpace Webserver,用图形客户端生成Web网页;
pSpace 客户端
监控组态软件:力控Forcecontrol系列;
Microsoft Excel:采用标准EXCEL加载宏方式通过网络访问数据库;
“瘦”客户端:Microsoft Internet Explorer 5.0或以上版本的浏览器;
Visual ActiveX:pSpace可视化控件工具包是为建立客户端连接而提供的客户端产品;它包括一组ActiveX控件,如:数据控件、文本控件、棒图控件、趋势控件等;
二次开发工具及访问接口
标准访问接口供客户端程序调用或第三方软件访问使用,因此接口的完整性、开放性决定实时数据库二次开发的性能的优劣,pSpace访问接口及开发工具主要包括以下几种:
1)DBI API
DBI是一套实时数据库访问接口,给用户提供底层编程接口,通过它可以与客户端连接,对数据库进行数据读写,满足继线重连功能,可以获取数据库结构信息,动态控制变化数据集,DBI接口采用了快速数据访问机制,数据访问吞吐量可达到11万次/秒,可以适合过程仿真、优化控制、专家诊断等多种行业应用。
2)COM SDK
SDK是为用户开发基于pSpaceTM Server的应用程序提供基于COM对象的编程接口,用COM SDK编写的一个实例可以同时连接多个Server,也可以用COM SDK同时建立多个实例,提供面向对象的类库供用户开发应用程序,用户使用该工具编程可以提高开发效率,该工具可以在VC++,VB,VBScript,.net等开发环境下使用。
3)OLE DB Provider
应用程序提供pSpace Server数据库的ADO访问接口。
4)DAI SDK
pSpace的数据源采集接口的开放工具,DAI采集接口软件都可以单独运行在一台网络结点机,并可在远程对其进行配置与监控,具备以下功能:
DAI 可以直接利用原有的力控组态软件的驱动程序;
DAI 具备断线缓存功能;另外DAInterface还要增加几个接口;
DAI 支持XML、CSV文件接口,可采集离线数据源。
实时数据库性能指标:
从实时数据库运行环境来看,实时数据库系统的除了自身的软件性能外,还取决于所使用的操作系统、硬件环境等。
单台服务器容量可达12,0000点以上;
历史数据库支持unix linux windows等64位操作系统;
完整的事件记录系统,所有操作员的动作均被检查并记录,可作为跟踪依据;
功能强大的压缩算法:按高压缩格式保存数据,采用死区和变化率压缩,压缩比为1:30;
支持优化旋转门算法对历史数据进行压缩;
专用的磁盘存贮算法来保证对长年形成的海量历史数据的快速查询;
支持的浮点型、布尔型、字符串型、等常见数据类型及“任意”类型;
数据库吞吐量支持每秒写入/查询20,000个数据点;
支持历史数据库在线备份,多服务器并发处理;
支持数据库冗余;
IO数据采集断线重连:通讯故障能够自动恢复,I/O时间同步;自动补偿 PC 时钟偏差。
构建企业信息门户
力控pSpace可以为企业在创建基于Internet/Intranet的网络信息门户时提供完整的软件解决方案,同时支持PDA掌上终端访问力控的WEB服务器。
对pSpaceTM Server的数据进行Web管理有以下几种方式:
使用IIS作为Web管理服务器,将通用流程画面转换为Web网页,整个系统与WIN系统无缝集成,基于WEB组态的工具控件包通过相应的检索便可以进行查询,能够直接生成WEB页面;
使用组态软件创建Web服务器和Web网页然后发布;
用户使用pSpaceTM Visual ActiveX自行创建Web服务器和Web网页;
用户可以使用自己熟悉的网站开发工具如:FrontPage、Dreamweaver、ASP等创建主页,设立网站,并在网页中嵌入pSpace Visual ActiveX中的控件建立pSpaceTM Server的数据显示。
特点如下:
Web页面与过程画面的高度同步
pSpace Web Server实现了服务器端与客户端画面的高度同步, 在浏览器上可以同时浏览多个过程画面, 看到的图形界面与通用组态软件生成的过程画面效果完全相同,数据采用变化传输的方式,具有更快的运行与数据更新速度。
企业级Web服务器
pSpace Web Server专为构建企业级Web服务器而设计,具备高容量的数据吞吐能力和良好的健壮性,力控Web Server支持多达500的客户端的同时访问。
完善的安全机制
pSpace Web Server提供完善的安全管理机制。只有授权的用户才能修改过程参数。使用pSpace Web Server时,管理员尽可安心,不必担心非法或未授权的修改。
客户端
力控实时历史数据库管理系统提供了基本的客户端组态工具,开放的接口可以高级应用中的资产管理、设备诊断等管理客户端的开发,每个客户端应用软件都可以与pSpace Server运行在同一台计算机上,也可以分布式地运行在其它网络结点机上。
1)管理工具Admin
pSpace系统配置工具。包括:在线配置数据库点、采集接口、监控服务器和采集器状态,启、停远程服务等。
2)Forcecontrol组态软件
完成生产调度系统的实时监控,曲线分析、生产报表、报警、事件等。
3)Excel Add-In:Excel加载宏,完成功能包括:
查询原始数据;
查询当前数据;
利用索引点查询过滤数据;
查询数据的采样值;
查询统计值(最小值、最大值、平均值、标准方差、累计值、计数值);
显示、导入、导出标签;
导入、导出数据;
显示、导入、导出消息;
显示采集接口;
4)pBatch
批量生产工艺数据的检索和表示,可跟踪与批量生产相关的各种信息。
5)Alarm Server
报警服务器。
6)SNMP Agent:
网络管理工具,可以在线诊断网络设备。
上层应用工具
报表工具:
可以在力控®的万能报表工具中获取实时数据库的各种过程数据,完成数据的查询与计算;建立易用、灵活、强大的报表系统。
设备运行诊断工具:
生产设备运行诊断工具可以方便地了解运行设备故障事件发生的时间、地点、状态和原因,从而降低设备维护成本。
趋势组记录工具:
提供了非常丰富的趋势记录功能,实时趋势和历史趋势记录允许趋势曲线多层重叠,可以通过颜色区分好数据和坏数据,可以显示数据的采样周期、数值精度和曲线变化情况。
图形分析工具:
包括直方图、饼图、面积图等十种图形分析工具,非常方便数据的显示与比较。图形具有透明性,从而更加容易地观察到数据之间的差别。
趋势曲线放大镜:
利用趋势曲线的放大镜工具,可以放大任何时间的实时和历史曲线,非常方便地分析时间序列的数据。通过趋势曲线的滚动按钮,可以前后滚动查看趋势曲线的变化情况。
成本核算工具:
内嵌成本核算模板工具,包括核算体系(生产基本单位核算、财务核算及其报表)、预算和考核体系、信息实时查询(收率、消耗、能耗等)、成本统计报表。
质量分析工具:
提供质量分析模板工具,将生产过程的实时数据和质量点的采样数据进行比较,在线进行评估,以便生产管理人员及时掌握各个产品的质量数据。长期保存质检数据,便于质量分析。
安全性及用户管理
网络安全
在进行项目设计时,在数据采集站可进行双网卡配置以保证生产网和管理网的物理隔离,DA SERVER采集站软件设计中可以保证数据单项传输,防止管理网的干扰生产网。
用户管理
实时数据库提供了完备的安全保护机制,以保证生产过程的安全可靠,用户管理具备多个级别,并可根据级别限制对重要工艺参数的修改,以有效避免生产过程中的误操作。
实时数据库提供了安全区的概念,同级别,不同安全区的数据不可以互相操作,保证了数据的分布式的管理。
提供基于远程的用户管理,增加更多的用户级别及安全区,管理所有用户的远程登陆信息。
加密管理:
支持工程加密,用户可以通过加密锁自己定义工程密码,没有此加密锁任何非法用户无法侵入,保护了自己的工程结构;
操作事件:
可以详细的记录操作事件和系统事件,方便事故追忆;
开机自动运行设置、有效的屏蔽系统键盘,可以防止非法用户入侵;
数据采集器DA SERVER
DA SERVER 是Server 与各种数据源之间的接口,DA SERVER具有自动网络通信负荷平衡功能和断线数据缓冲功能,DA SERVER可以和Server运行在同一服务器内,也可以运行在不同的前端机上,通过TCP/IP与Server通信。
DA SERVER主要有以下几种:
DA SERVER:专用的数据采集服务器,通过它中心服务器可以采集各种DCS、PLC、FCS等I/O设备的数据,DA SERVER可以集成HMI/SCADA组态软件的数据采集接口,对于已经安装运行了组态软件的SCADA工作站,通过该数据采集器可以很方便地将SCADA数据采集到Server中。
MOPC:通过该数据采集器,Server可以采集其他各种第三方的OPC Server的数据。
性能
支持通过RS232、RS422、RS485、电台、电话轮巡拨号、以太网、移动GPRS、CDMA、GSM网络等方式和设备进行通讯;
开发环境下具备在线诊断设备通讯功能,可以动态的打开、关闭设备,通讯故障后具备自动恢复功能;
支持控制设备和控制网络冗余,控制设备进行切换时,通讯会自动切换;
支持多种协议的设备挂在一条通讯链路上与DA SERVER进行通讯,方便电台等远程通讯;
支持与设备采取主从、主主、从主等多种交互机制来进行通讯,比如对MODBUS标准协议设备,支持主与从2种方式与设备通讯;
可以采集带时间戳的数据,毫秒级数据采集速率,实现历史数据向实时数据库的回插功能,可以采集记录仪、录波器数据,支持SOE,完成事件监视。
支持的设备种类
支持主流的DCS、PLC、DDC、现场总线、智能仪表等1000多种厂家设备的通讯;也可以按照用户提出的通信协议和硬件接口,在较短时间内开发新的驱动程序。
无所不在的移动通讯
所有设备的驱动程序支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备进行通讯,DA SERVER节点与其远程DA SERVER节点也可以进行移动通讯;
DA SERVER移动数据服务器与远程设备的通讯为并发处理、完全透明的解决方案,消除了一般软件采用虚拟串口方式造成数据传输不稳定的隐患,有效的流量控制机制保证了远程应用中节省通讯费用;
支持设备主动通过GPRS上传数据的方式进行数据传输。
典型企业信息化应用
胜利油田油气集输公司是胜利油田从事油气集输的专业化生产企业,主要担负胜利油田原油外输、天然气生产集输及轻烃生产任务。管理着9个气田,187口气井,24座集配气站,总长240公里的天然气输气管道和220公里的输油管道,8座大中型输油站库,2座压气站和3套轻烃回收装置。所辖13个三级单位,具有点多、线长、面广、易燃易爆、高温高压的特点。
该系统对油田的原油库和压气站等身产装置进行网络信息处理。该信息系统集成了多种设备,信息集成使用了OPC、DDE、ODBC、PROFIBUS、MODBUS、RS485等多种网络采集方式进行数据处理,是一个典型的分布式采集,集中管理的大型网络信息化系统。
胜利油田原油库控制系统主要选用了SIEMENS 控制系统,在压气站中, 50万岗位使用Honeywell的S9000型号的DCS控制系统;SW64岗位是美国库伯公司的RR控制器;二次增压岗位使用日本Omron的控制器;离心机岗位是横河CS1000型号的DCS控制系统;配气岗位是美国SIXNET公司的ST-GT-1210控制器;热煤炉岗位控制系统是三菱的PLC;配电岗位设有许继的配电保护及监控系统。
pSpace在应用中有效的集成了以上系统,从监测和考核原材料及水、电、气、风的用量入手,减少能耗物耗,对优化生产过程,提高生产运行效率起到了关键的作用。
典型先进控制方案
pSpace支持与国外的各种数据库进行数据交互,比如INFOPLUS、PI、PHD等,通过pSpace SERVER可以在国内外的各种平台上进行上层应用、专家诊断、先进控制等,下面是一个电厂设备诊断的应用,pSpace SERVER通过各种接口将现有SIS系统、小神探系统、新增的断路器和各种辅机监测系统集成为一个整体,其中,状态检修系统需要的绝大部分实时数据都取自SIS系统的PI实时数据库,因此,PI数据库和力控实时数据库之间的接口是整个系统集成的关键,接口Gateway的性能将直接决定整个状态检修系统的性能。