8-视频监控产品兼容性测试方案研究

现状分析（1-2）
• 铁路信息化系统与综合视频监控的关系
铁路信息化系统 铁路信息化系统
TMIS （运输管理）
DMIS （调度指挥）
…… 编组站自动化
综合视频监控系统
（提供必要的辅助决策支持）
现状分析（1-3）
• 综合视频监控系统组成
硬件管理平台 智能监控软件
摄像机
综合视频 监控系统
编解码设备
云台、矩阵
兼容性测试方案（2-3）
• 方案构成（基于三层应用架构）
兼容性测试方案（2-4）
评价指标
性能测试
• • •
功能测试 性能测试 功能测试
对服务的确认和评估 • 例如对编/解码设备、 云台、矩阵等的参数设 置和控制
•
H.264标准语法检验 产品兼容性-互编互解 编解码质量
H.264标准语法检验：判断产品输出的视频码流是否符合H.264标准的语法定义，是否加有厂 商自己的私有数据。该项测试需要由厂商提供其产品的编码输出文件，该数据应该为H.264的基 本码流（ES流），不能在其上面封装其他传输协议（如IP/TCP/UDP/RTP包、TS流等）。 产品兼容性：（1）编解码硬件产品的互联互通测试。首先将编解码器都配置成相同的码流和传 输格式，判断其是否能够实现互联互通；然后去掉所有数据封装只输出H.264标准码流，判断其 是否可以实现兼容。（2）编码器与软件解码的兼容性测试。 编解码质量：在相同的H.264编码条件（如GOP格式IPPP/IBBP、图像尺寸D1/CIF/QCIF、帧 率25/30fps等）和码流（128/256/768/1024kbps）下，对各产品主观及客观质量进行衡量 ，并充分考虑其码率控制性能（码率溢出、码率波动、总体延迟等）。
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西南交通大学 交通信息工程实验室
http://sist.swjtu.edu.cn/VR_Lab_web
其他测试细节（3-4）
• 视频缓冲区
重要性：流媒体中视频缓冲区的控制非常关键，直接影响播放 的流畅性和延迟时间 视频缓冲区越大，视频播放越流畅，但相应的延迟（缓冲）时 间也越长 解决办法：在用户容忍度和流畅性之间进行折中，随时根据网 络情况进行自适应调节
其他测试细节（3-5）
• 视频图像质量控制
完美解决！ 疑惑?
要求3：共享
不同H.264编解码产 品间的兼容性
H.264编解码技术
（高效的压缩能力）
现状分析（1-6）
• H.264视频监控系统编解码产品兼容性
H.264标准是一个灵活的框架式标准，各种产品H.264实现算法 上有较大的区别，表现在不同的指标上各有优劣，很难确定某 一种产品在各方面都是最优的。 市面上H.264编解码产品繁多，在兼容性方面存在较大问题， 部分产品甚至为了便于网络传输在码流中添加了私有信息。
其他测试细节（3-2）
• 视频文件组织和存储
重要性：存储方案和组织原则是系统稳定性和适用性的一个重 要决定因素。 解决方案：
分中心直接管理和存储 “监控点—分中心”两级管理和存储 “监控点—分中心—总中心”三级管理和存储
分中心直接管理和存储
优点：有利于与既有二级架 构兼容并存 • 缺点：无法分流分中心的存 储压力，易造成远程调阅时的 网络瓶颈
网络环境不断变化，如果采用固定的参数往往会使得编解码过 程缺乏控制，也无法保证视频图像的质量和流畅性。 图像质量综合控制方法：
动态设置编码参数如I帧间隔、帧格式（IPPP/IBBP）、B帧数目 、压缩质量、分辨率等，使编码器在质量、流畅性和差错控制之 间进行权衡，达到更好的视频传输质量。 针对点播这种消耗网络全带宽的传输模式，增加码率控制，优化 网络结构。 除了调节摄像机参数外，增加调节视频图像采集以及显示的亮度 、对比度、饱和度、色调等参数，改善解码图像效果。
发展前景及展望（4）
• H.264编解码标准在铁路综合视频监控领域显示出越来越 重要的作用，应用的多样性和复杂性决定了相关的编解码 产品在兼容性方面存在较多的问题。 • 本文根据以往参与的H.264视频监控产品测试经验，从实 际出发，对兼容性测试的工作方案、评价指标及实施细节 等进行了深入的分析和探讨。 • 相信未来在各厂商、测试单位和用户的共同配合和努力下 ，必将为我国铁路综合视频监控领域H.264编解码产品的 技术进步和公平竞争带来质的飞跃，进一步推进铁路运输 组织和调度指挥的技术进步。
监视器……
现状分析（1-4）
• 视频监控技术的发展
目前
网络监控
本世纪初
数字监控
上世纪80年代末
模拟监控（闭路电视监控）
现状分析（1-5）
• 综合视频监控系统与H.264/AVC编解码技术
综 合 视 频 监 控 系 统
要求1：连续循环存储
要求2：转发
问题： 1.存储成本不可能无限扩大 2.网络带宽无法满足要求
兼容性测试方案（2-5）
• “兼容性测试得分表”
– 应区分为重要测试项和扩展测试项，计分要有所侧重； – 重要测试项和扩展测试项的区分应本着是否系统必备、是否用 户必需、是否其他功能衍生、是否因功能不具备而可忽略等； – 计分规则建议实行重要测试项为基本得分，扩展测试项为加分 的原则； – 当重要测试项未通过时，其对应的各扩展测试项得分不应统计
兼容性测试方案（2-2）
总体思路
主动兼容
1、由使用方自行制定 详细的H.264编解码及 传输标准。 2、各产品提供商依据 此标准修改产品，以满 足使用方的要求。 优点：新产品加入时只 需按标准修改即可直接 挂接，无需变动 缺点：灵活性不够，技 术难度大，产品提供商 不一定接受
被动兼容
1、由使用方指定简单 的管理协议。 2、由产品提供商自行 组织具体编解码算法。 优点： 1、当新算法、新技术 出现时，管理平台无需 变动，只需遵循简单管 理协议 2、技术难度小，保护 了核心技术，促进公平 竞争，可行性高
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H.264视频监控系统
编解码产品兼容性测试方案研究
彭 强 教授/博导
qpeng@swjtu.edu.cn
西南交通大学 交通信息工程实验室 2009.11
主要内容
1 2 3 4 现状分析及目标 兼容性测试方案 其他测试细节 发展前景及展望
现状分析（1-1）
• 近年来铁路行业IT投入快速增长，极大促进了铁 路信息化系统的完善和发展。
• •
分级管理和存储
优点：保障数据完整性和减 轻网络压力 • 缺点：引发文件分级管理检 索问题
其他测试细节（3-3）
• 视频文件索引
重要性：
1.规范视频文件的命名规则，为应用系统的视频文件检索和管理提 供方便和依据 2.流媒体视频文件的播放、快进、快退、单帧播放等需要位置定位
存在问题：若各厂商不能对其进行统一，后期开发时即使调用 不同SDK播放同一视频文件时都将分别耗费大量的时间来生成 各自对应的索引信息，将严重影响执行效率，给文件系统带来 混乱。 解决办法：对各厂商文件索引语法格式进行统一，采取一个 H.264视频文件对应一个索引文件或索引信息，这样不同厂商 产品生成的视频文件不仅格式兼容，同时文件索引也能共享。
2.
兼容性测试方案（2-1）
考虑到未来多级机构、多部门协同工作的实际需求，兼容性测试 方案应支持三级或三级以上的应用架构，并具有良好的扩展以及与 既有普通二级架构兼容整合的能力。
1 百度文库体思路
2 方案构成
3 评价指标
评价指标——性能测试和功能测试; 兼容性测试得分表——全部测试项数据作为评价依据，并对各项 设置合理的计分规则和分值。
交互视频服务领域，<1Mbps 低码率领域 （视频会议、视频电话）
H.264标准应用
娱乐应用领域，1Mbps~8Mbps (标清/高清电视)
流媒体领域， 50Kbps~1.5Mbps
研究目标（1-7）
1. 探讨兼容性测试方案，促进各厂商不断改进、完善技术 和产品，实现多级联网和流媒体的信息交换。使铁路综 合视频监控系统最终以一种开放平台出现，更大程度兼 容各家产品。 达到铁路综合视频监控系统建设所遵循的“统一领导、 统一规划、统一标准、统一资源、统一管理”原则。
其他测试细节（3-1）
• 网络传输模式
测试中究竟采用何种传输模式与实际系统所采用的平台架构及 网络带宽直接相关。例如:点播/组播,TS/IP,TCP/UDP传输等； 在兼容性测试方案设计和实施时，充分结合视频监控具体的应 用场合和工作情况，并兼顾各厂商提供的编解码设备配套SDK 提供的各种传输模式、接口定义、以及与其他设备的兼容性等 因素。