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视频监控随着社会的进步，数字化、网络化、智能化已成为一种发展趋势。数字监控系统也逐步进入大规模商业应用阶段，视频监控系统也随之经历了三个时代。
第一代：模拟时代。视频以模拟方式采用同轴电缆进行传输，并由控制主机进行模拟处理。
第二代：半数字时代。视频以模拟方式采用同轴电缆进行传输由多媒体控制主机或硬盘录像主机（DVR）进行数字处理与存贮。
第三代: 全数字时代。基于网络，以数字视频处理技术为核心，综合利用光电传感器、数字化图像处理、嵌入式计算机系统、数据传输网络、自动控制和人工智能等技术的一种新型数字监控系统，典型的产品就是网络视频服务器。
以太网技术日趋成熟，宽带信息网络将以太网络端口延伸到整个办公大楼和工业厂房，除了提供高速的网络接入外，还能取代同轴电缆图像传输线路，将实时图像监控纳入宽带信息网络应用范围必是将来的趋势。
安居宝网络摄像机系列以及视频服务器系列，自从进入市场以来，受到了用户及行业人士的极大关注，大家对她抱着热切期望，她一改进口网络摄像机和视频服务器一统天下的局面，并迅速的发展成熟。众所周知，安居宝公司是行业里的一颗巨星，它积蓄了行业内众多的核心技术，厚积而薄发，通过突破传统的设计理念，因时造势，顺势而发，树立独特的创新设计理念，以创新精神为指引来打造各种产品。网络摄像机及视频服务器也不例外，为了解决当前网络监控资源逐渐整合，规模扩大的趋势下，而网络传输的瓶颈问题越来越突出的情况，安居宝公司采用最新的IT技术和最新高效率的音视频同步压缩技术，推出全新的H.264压缩格式的网络摄像机和视频服务器。
H．264的技术简介
H.264是ITU-T的VCEG（视频编码专家组）和ISO/IEC的MPEG（活动图像编码专家组）的联合视频组（JVT：joint video team）开发的一个新的数字视频编码标准，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10 部分。1998年1月份开始草案征集，1999年9月，完成第一个草案，2001年5月制定了其测试模式TML-8，2002年6月的 JVT第5次会议通过了H.264的FCD板。
H.264和以前的标准一样，也是DPCM加变换编码的混合编码模式。但它采用“回归基本”的简洁设计，不用众多的选项，获得比H.263++好得多的压缩性能；加强了对各种信道的适应能力，采用“网络友好”的结构和语法，有利于对误码和丢包的处理；应用目标范围较宽，以满足不同速率、不同解析度以及不同传输（存储）场合的需求；它的基本系统是开放的，使用无需版权。
在技术上，H.264标准中有多个闪光之处，如统一的VLC符号编码，高精度、多模式的位移估计，基于4×4块的整数变换、分层的编码语法等。这些措施使得H.264算法具有很的高编码效率，在相同的重建图像质量下，能够比H.263节约50％左右的码率。H.264的码流结构网络适应性强，增加了差错恢复能力，能够很好地适应IP和无线网络的应用。
H264的技术亮点
分层设计
H.264的算法在概念上可以分为两层：视频编码层（VCL：Video Coding Layer）负责高效的视频内容表示，网络提取层（NAL：Network Abstraction Layer）负责以网络所要求的恰当的方式对数据进行打包和传送。在VCL和NAL之间定义了一个基于分组方式的接口，打包和相应的信令属于NAL的一部分。这样，高编码效率和网络友好性的任务分别由VCL和NAL来完成。
VCL层包括基于块的运动补偿混合编码和一些新特性。与前面的视频编码标准一样，H.264没有把前处理和后处理等功能包括在草案中，这样可以增加标准的灵活性。
NAL负责使用下层网络的分段格式来封装数据，包括组帧、逻辑信道的信令、定时信息的利用或序列结束信号等。例如，NAL支持视频在电路交换信道上的传输格式，支持视频在Internet上利用RTP/UDP/IP传输的格式。NAL包括自己的头部信息、段结构信息和实际载荷信息，即上层的VCL数据。（如果采用数据分割技术，数据可能由几个部分组成）。
高精度、多模式运动估计
H.264支持1/4或1/8像素精度的运动矢量。在1/4像素精度时可使用6抽头滤波器来减少高频噪声，对于1/8像素精度的运动矢量，可使用更为复杂的8抽头的滤波器。在进行运动估计时，编码器还可选择“增强”内插滤波器来提高预测的效果。
在H.264的运动预测中，一个宏块（MB）可以被分为不同的子块，形成7种不同模式的块尺寸。这种多模式的灵活和细致的划分，更切合图像中实际运动物体的形状，大大提高了运动估计的精确程度。在这种方式下，在每个宏块中可以包含有1、2、4、8或16个运动矢量。
在H.264中，允许编码器使用多于一帧的先前帧用于运动估计，这就是所谓的多帧参考技术。例如2帧或3帧刚刚编码好的参考帧，编码器将选择对每个目标宏块能给出更好的预测帧，并为每一宏块指示是哪一帧被用于预测。
4×4块的整数变换
H.264与先前的标准相似，对残差采用基于块的变换编码，但变换是整数操作而不是实数运算，其过程和DCT基本相似。这种方法的优点在于：在编码器中和解码器中允许精度相同的变换和反变换，便于使用简单的定点运算方式。也就是说，这里没有“反变换误差”。 变换的单位是4×4块，而不是以往常用的8×8块。由于用于变换块的尺寸缩小，运动物体的划分更精确，这样，不但变换计算量比较小，而且在运动物体边缘处的衔接误差也大为减小。为了使小尺寸块的变换方式对图像中较大面积的平滑区域不产生块之间的灰度差异，可对帧内宏块亮度数据的16个4×4块的DC系数（每个小块一个，共16个）进行第二次4×4块的变换，对色度数据的4个4×4块的DC系数（每个小块一个，共4个）进行2×2块的变换。
H.264为了提高码率控制的能力，量化步长的变化的幅度控制在12.5%左右，而不是以不变的增幅变化。变换系数幅度的归一化被放在反量化过程中处理以减少计算的复杂性。为了强调彩色的逼真性，对色度系数采用了较小量化步长。
统一的VLC
H.264中熵编码有两种方法，一种是对所有的待编码的符号采用统一的VLC（UVLC ：Universal VLC），另一种是采用内容自适应的二进制算术编码（CABAC：Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）。CABAC是可选项，其编码性能比UVLC稍好，但计算复杂度也高。UVLC使用一个长度无限的码字集，设计结构非常有规则，用相同的码表可以对不同的对象进行编码。这种方法很容易产生一个码字，而解码器也很容易地识别码字的前缀，UVLC在发生比特错误时能快速获得重同步。这里，x0，x1，x2，…是INFO比特，并且为0或1。如第4号码字包含INFO01，这一码字的设计是为快速再同步而经过优化的，以防止误码。
帧内预测
在先前的H.26x系列和MPEG-x系列标准中，都是采用的帧间预测的方式。在H.264中，当编码Intra图像时可用帧内预测。对于每个4×4块（除了边缘块特别处置以外），每个像素都可用17个最接近的先前已编码的像素的不同加权和（有的权值可为0）来预测，即此像素所在块的左上角的17个像素。显然，这种帧内预测不是在时间上，而是在空间域上进行的预测编码算法，可以除去相邻块之间的空间冗余度，取得更为有效的压缩。
4×4方块中a、b、...、p为16 个待预测的像素点，而A、B、...、P是已编码的像素。如m点的值可以由（J＋2K＋L＋2）/ 4 式来预测，也可以由（A+B+C+D+I+J+K+L）/ 8 式来预测，等等。按照所选取的预测参考的点不同，亮度共有9类不同的模式，但色度的帧内预测只有1类模式。
面向IP和无线环境
H.264 草案中包含了用于差错消除的工具，便于压缩视频在误码、丢包多发环境中传输，如移动信道或IP信道中传输的健壮性。
为了抵御传输差错，H.264视频流中的时间同步可以通过采用帧内图像刷新来完成，空间同步由条结构编码（slice structured coding）来支持。同时为了便于误码以后的再同步，在一幅图像的视频数据中还提供了一定的重同步点。另外，帧内宏块刷新和多参考宏块允许编码器在决定宏块模式的时候不仅可以考虑编码效率，还可以考虑传输信道的特性。
除了利用量化步长的改变来适应信道码率外，在H.264中，还常利用数据分割的方法来应对信道码率的变化。从总体上说，数据分割的概念就是在编码器中生成具有不同优先级的视频数据以支持网络中的服务质量QoS。例如采用基于语法的数据分割（syntax-based data partitioning）方法，将每帧数据的按其重要性分为几部分，这样允许在缓冲区溢出时丢弃不太重要的信息。还可以采用类似的时间数据分割（temporal data partitioning）方法，通过在P帧和B帧中使用多个参考帧来完成。
在无线通信的应用中，我们可以通过改变每一帧的量化精度或空间/时间分辨率来支持无线信道的大比特率变化。可是，在多播的情况下，要求编码器对变化的各种比特率进行响应是不可能的。因此，不同于MPEG-4中采用的精细分级编码FGS（Fine Granular Scalability）的方法（效率比较低），H.264采用流切换的SP帧来代替分级编码。
TML-8性能：TML-8为H.264的测试模式，用它来对H.264的视频编码效率进行比较和测试。测试结果所提供的PSNR已清楚地表明，相对于MPEG-4（ASP：Advanced Simple Profile）和H.263++（HLP：High Latency Profile）的性能，H.264的结果具有明显的优越性。H.264的PSNR比MPEG-4（ASP）和H.263++（HLP）明显要好，在6种速率的对比测试中，H.264的PSNR比MPEG-4（ASP）平均要高2dB，比H.263（HLP）平均要高3dB。6个测试速率及其相关的条件分别为：32 kbit/s速率、10f/s帧率和QCIF格式；64 kbit/s速率、15f/s帧率和QCIF格式；128kbit/s速率、15f/s帧率和CIF格式；256kbit/s速率、15f/s帧率和QCIF格式；512 kbit/s速率、30f/s帧率和CIF格式；1024 kbit/s速率、30f/s帧率和CIF格式。
实现难度：对每个考虑实际应用的工程师而言，在关注H.264的优越性能的同时必然会衡量其实现难度。从总体上说，H.264性能的改进是以增加复杂性为代价而获得的。但是，随着技术的发展，这种复杂性的增加是在我们当前或不久的将来的技术可接受的范围之内的。实际上，考虑到复杂性的限制，H.264对一些计算量特别大的改进算法未予采用，如H.264未采用全局运动补技术，这在MPEG-4的ASP中是采用的，并增加了相当的编码复杂性。
H.264和MPEG-4两者都包括了B帧和比MPEG-2、H.263或MPEG-4的SP（Simple profile）更为精确、更为复杂的运动内插滤波。为了更好地完成运动估计，H.264显著地增加了可变块尺寸的种类和可变参考帧的数目。
H.264的RAM需求主要用于参考帧图像，大多数编码视频使用3～5帧参考图像。它对ROM的需求并不比通常的视频编码器更多，因为H.264的UVLC对所有的各类数据采用了一个结构良好的查找表。
H.264具有广阔的应用前景，例如实时视频通信、因特网视频传输、视频流媒体服务、异构网上的多点通信、压缩视频存储、视频数据库等。
H.264建议的技术特点可以归纳为三个方面，一是注重实用，采用成熟的技术，追求更高的编码效率，简洁的表现形式；二是注重对移动和IP网络的适应，采用分层技术，从形式上将编码和信道隔离开来，实质上是在源编码器算法中更多地考虑到信道的特点；三是在混合编码器的基本框架下，对其主要关键部件都做了重大改进，如多模式运动估计、帧内预测、多帧预测、统一VLC、4×4二维整数变换等。
迄今为止，H.264尚未最后定稿，但因其更高的压缩比，更好的信道适应性，必将在数字视频的通信或存储领域得到越来越广泛的应用，其发展潜力不可限量。但必须说明的是，H.264优越性能的获得不是没有代价的，其代价是计算复杂度的大大增加，据估计，编码的计算复杂度大约相当于H.263的3倍，解码复杂度大约相当于H.263的2倍。
安居宝视频服务器NS-1041A
安居宝视频IP网络监控产品系列隆重推出专业级视频服务器NS-1041A。完美的工业级设计适用于工业自动化应用，将推动IP 监控解决方案进入全新的应用领域。NS-1041A四通道工业级视频服务器，采用最新高效率的H.264图像压缩技术，大幅提升通过网络传输影像的传输效率。其工业等级设计，包含简易扩展安装、12 VDC 双直流电源输入及防尘等级，而且提供宽温型号（-20~50°C），不仅能适用于家庭用户和一般的工厂企业，也能适用于交通、精炼厂及电厂等非常苛刻的工业作业环境。
NS-1041A除了提供数字影音通讯功能，同时支持流媒体协议，使用者可通过Windows Media Player等视频软件直接进行影像浏览；更提供 IGMP网络封包流量管理功能及SNMP网管功能以进行不同网络层级间的安全管理，可提升影像监控管理系统的效率性及可靠性。
更为重要的是，NS-1041A采用 H.264压缩技术，将影像压缩后经由网络进行传输，每秒共可传送 25 个画面（352 x 240解析度），最大频宽为 1.4 Mpbs，提供使用者高效能影像及高效率网络传输。而且NS-1041A可以无缝的同交换机集成，构建工业自动化市场的视频／数据合一的网络解决方案。
安居宝视频服务器采用先进的DSP技术,制造出编码灵活可变,性能稳定,图像质量出众，应用面广的视频服务器产品。正如NS-1041A所体现出来的优异表现，令人耳目一新。NS-1041A包含有两个编码器,可以提供H.264编码和JPEG编码的视频流,同时可以提供静态的压缩图片,方便PDA等手持设备访问。通常情况下,NS-1041A的H.264码流为50Bytes每秒,大约每小时的存储量为180M,每天为4.3G,一周为30.1G,这在实际使用中是完全可以接受的，并可以根据实际的需要调整压缩质量而达到调整储存量大小的目的。
NS-1041A网络视频服务器内置WEB服务器，用户只需使用标准的浏览器，如Internet Explorer 或者Netscape Navigator，就可以像浏览互联网上的网页那样来访问视频服务器，并且可以方便地管理、设置和监视。支持四画面同时显示，总资源25帧。具有一路开关量IO输入一路晶体管IO输出，一路音频输入,格式为G.711。具有强大的移动检测功能，也可以与管理软件配合形成一个完善的监控系统。同时安居宝提供动态域名服务器软件,方便企业用户自己组建监控系统，且与域名服务商合作,内置花生壳域名服务客户端。
NS-1041A技术参数
项目 NS 描述 四路每秒的传输率为25帧，支持四画面同时显示。带音频。 网络协议 TCP/IP, HTTP, FTP, SMTP, DDNS, DNS，DHCP, PPPOE 接入方式 MODEM、ISDN、XDSL、LAN Video 输入 四路模拟视频信号输入 音频模块 G.711,G 硬件规格 一个RS-485 串口做PTZ camera控制 一个 RJ-45 for 10 Mbps Ethernet 一个I/O in一个I/O out CPU 32位，RISC CPU FLASH 4MB RAM 32MB 操作系统 自主开发的嵌入式实时操作系统 网络接口 Ethernet (100Base-T) 安装方式 IP 设定: 使用 IPinstall设定 图像格式 JPEG, MOTION-JPEG,H.264 系统需求 标准浏览器 如 Microsoft IE 或 Netscape Navigator 4.x 以上,可在 Win95/98/NT,Linux等平台上执行 影像调整 亮度(Brightness), 对比(Contrast), 色彩度(Saturation), 品质(Quality)调整 帧数/秒 25(SIF), 12.5 (VGA) 事件触发 & 反应方式 触发: 可I/O触发,定时触发或移动侦测 反应方式: 影像存于缓存；FTP 影像到远程或本地； E-mail 影像到指定地址；报警事件前后影像储存40帧。 分辨率 640×480，320×240，160×120 内置图像存储 40帧 安全 两层密码保护 室内/室外使用 室内 串口 RS232 照度（LUX） 跟摄像枪 P/T/Z控制 RS485 尺寸 198X128X 电源功耗 12DC/8W 工作环境 （－20℃）——（＋50℃）
在此以某公园的不定时监控应用安居宝NS-1041A设备为例，目前公园的职能管理部门计划对下属的8个公园进行不定时监控，以便了解监控园中生态情况，防止人为破坏园林景观，监控园中车辆和人员状况，为公园的科学管理提供决策依据。依据当前实际需要，该监视系统应实现以下功能：图像监视功能；通过ADSL或者其他广域网络传输进行远程监控。必须遵循的原则是，先进性：整个系统保持一定的先进性，做采用的设备和技术能适应将来的科技发展；实用性：系统性能价格比高，易维护、易使用、运行费用底；扩展性：系统采用结构化设计，能够适应不断增加的扩展需求，当系统扩容时，只需简单增加硬件设备即可；兼容性：整个系统能运行在不同的操作平台和语言环境，并能与不同厂商的产品兼容；灵活性：系统构成方式简单，功能配置灵活，充分利用现有的计算机资源，能满足不同业务部门的需要；实时性：系统图象、数据实时传输；可靠性：系统安全可靠性高，有足够的抗干扰能力。
根据情况在各个公园角落配置一台视频服务器和四路模拟摄像枪，直接将视频服务器接到ADSL网络上进行传输。视频服务器主要完成图像的采集、将模拟视频信号数字化通过局域网、广域网进行图像传输，相关决策部门领导可以对图像进行实时浏览、控制，同时可以接受远程控制信息。
结合本方案的网络传输资源ADSL,我们需要进行动态域名解析（DDNS）的工作。在这里动态域名解析（DDNS）我们提供两种解决方案供你选择，我们建议采用方案二，采用支持DDNS的硬件共享器实现。
软件解决方案：这种解决方案针对公司通过代理服务器实现对internet的连接。
我们需要向提供动态域名解析服务的提供商进行注册，申请一个动态域名。然后在代理服务器上安装提供DDNS服务提供商提供的客户端软件，进行端口映射的配置工作。由于广州安居宝科技有限公司的网络摄像机和视频服务器均支持HTTP端口的自由配置。这样在Internet就可以远程访问到局域网上的网络摄像机或者视频服务器，实现远程图像监控。
目前实现端口映射的方法很多，我们可以通过端口映射软件实现（例如PortTunnel的映射工具、端口映射器PortMap、WinRoute Pro的端口映射功能），也可以利用win2000Server的IIS实现WWW和FTP服务的重定向。
硬件解决方案：利用带DDNS功能的宽带路由器（也叫宽带共享器）实现。目前市场上许多品牌的宽带共享器支持动态域名解析，而且具有端口映射功能（虚拟服务器）或者采用网络地址转换（NAT）技术，支持动态、静态和双向NAT,这样Internet上用户就可以直接远程访问到局域网上的网络摄像机或者视频服务器，对图像进行浏览控制。例如Internet BroadBand Router NUS-IS104就支持DDNS功能。
安居宝视频服务器可支持光纤、无线、ADSL、ISDN、PSTN等多种远程传输方式，为异地用户提供不同的接入方式；内置WEB-SERVER功能，用户可以在异地通过互联网利用浏览器直接查看各监控点的图像。
图像浏览、控制也可以通过专用监控软件对图像进行控制，专用控制软件功能更加强大，管理更加完善。现对专用控制软件功能进行简单的描述。
专用监控软件设置为不同的权限0-255，最大的权限为可看到所有监控画面，可控制各摄象机的镜头和云台的控制运行，可以随时存储或者回放画面。
监控器可以分别显示1、4、9、12、16路画面，并可设置多个页面，功能说明：
显示和浏览功能：通过IE可以在客户端或服务器端实时的显示视频信息；
控制功能：对视频服务器、摄像头、云台等周围设备的控制，以满足用户对视频监控的要求；
报警功能：通过视频服务器，控制电源开关、报警触发和运动检测器的控制；
存储功能：具有强大的视频存储功能，提供了多种视频存储功能,并提供三种录像方式：
手动录像可边观看边录像；
计划录像可对各监控点制定保存计划，并按时进行录像；
报警触发图像保存。
（5）设备管理和测试功能：包括设备的添加、删除，设备IP地址的分配及视频服务器、计算机的网路连接测试等；
用户及其权限管理：用户管理，包括用户的添加、删除；用户权限的管理、用户密码管理、用户的设备分配；对用户的登陆和使用请求作出响应等功能。
在这个方案应用中，NS-1041A得到了完美的应用效果，尤其是它的H.264的图像压缩传输，使得监控图像流利实时。
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