基本信息
- 项目名称：
- AVS视频服务器系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 在成功开发开源xAVS编码软件基础上，基于TMS20DM6446达芬奇平台，实现D1分辨率AVS实时编码器；用SIP做访问控制协议，RTP/RTSP做传输协议，形成网络视频服务器；客户端支持Windows，Linux和Android等操作系统，完成具有实时录像、编码压缩并存储、网络传输并实时解码播放、实时监控等功能的网络视频监控系统。
- 详细介绍：
- AVS标准是中国数字音视频编解码技术标准工作组制定的具有自主知识产权的数字音视频编解码标准。本项目研发出开源高性能AVS编码器xAVS，并完成xAVS编码器在TMS320DM6446硬件平台的实时实现。考虑硬件平台结构特点，帧间预测编码由DSP和VICP并行完成，由DSP完成帧间预测模式选择，运动搜索，运动矢量预测等模块；由VICP完成残差，DCT变换，量化，反量化，IDCT反变换，重构模块。对程序结构和数据存取合理安排来提高程序Cache和数据Cache命中率，利用EDMA完成数据搬运任务。对耗时多的残差运算，DCT变换，量化，反量化，IDCT变换，重构运算，帧内预测，插值模块，运动搜索MAD模块进行汇编级指令集优化，最终在TMS320DM6446平台实现了D1分辨率AVS编码器，并在此基础上研发了IP网络视频监控系统。用TMS20DM6446构建视频服务器进行AVS视频压缩编码，不同应用客户端利用SIP访问控制协议和RTP/RTSP传输协议接收码流并实时解码；完成从实时编码、录像存储、实时监控、远程控制和实时解码回放等功能的网络音视频监控系统。系统具有低成本、高编解码效率、低延迟、实时性强等特点，能够在广域网运行。支持Windows和Linux平台的PC或便携式客户端。该项目完成的视频服务器系统对AVS的产品化和产业化发展起到了积极的推动作用。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计目的：基于我国自主音视频标准AVS，实现视频服务器。基本思路：(1)考虑DSP硬件平台结构特点，利用多处理器并行处理，DMA传输，汇编优化和cache优化等技术，在TMS320DM6446平台实现了D1分辨率的AVS实时编码器。(2)系统使用SIP作为双向TCP控制协议，用RTP作为UDP流的封装；RTP与辅助控制协议RTCP一起传输控制；RTP和UDP协议共同完成传输层功能。创新点： (1) 在TMS320DM6446平台实时实现 D1分辨率AVS编码器；(2) 将SIP信令控制协议和AVS视频压缩算法结合，使系统具有优异的编解码效率和灵活的网络适应性，是一种新的网络视频监控系统。关键技术： (1) 实时实现D1分辨率AVS编码算法； (2) 实现SIP控制信令； (3) 实现流媒体传播方式。主要技术指标： (1)D1分辨率，编码速率25fps以上； (2)支持广域网客户端访问服务器； (3)支持单播，组播和点播方式。
科学性、先进性
- AVS标准妥善解决了专利许可问题，同时兼顾了性能与实现复杂度之间的矛盾，代表了国际先进水平。项目提供的技术涉及从AVS编码器、AVS-IPTV系统到AVS解码器的完整产业链，并且拥有完全自主知识产权。目前，AVS解码器、AVS解码芯片已经有了比较成熟的发展，但作为产业链重要一环的AVS编码器，仍没有市场接受的产品，成为制约AVS产业化的瓶颈。本项目对AVS编码算法深入研究，对AVS关键编码算法进行优化，在成功开发出xAVS开源软件的基础上，成功实现了DSP平台的AVS实时编码器，并将SIP信令控制协议和AVS视频压缩算法结合在一起，使系统具有优异的编解码效率和灵活的网络适应性，为现代网络音视频监控系统开创新的模式。
获奖情况及鉴定结果
- 1、高性能开源xAVS编码器实现，通过相关部门组织的鉴定，达到国际先进水平，2010. 2、开源xAVS编码器，2010年AVS工作组年度奖 3、基于SIP与流媒体传输技术视频服务器构, 获得2010全球DSP设计大赛优胜奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 合作推广
作品可展示的形式
- 实物、产品、现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 据预测在3~5年内，数字化CCTV产品将快速增长，其中网络摄像机和视频服务器的发展前景更是可观。在2012到2015年期间，数字视频服务器和网络摄像机的应用复合年均增长率分别为18.4%和50.6%，数字硬盘刻录机的复合年均增长率稳定在7.4%。在政府引导和鼓励下，AVS技术将不断成熟并付诸应用，满足从标清到高清、从有线到无线的宽范围技术指标，可以逐步取代H.264/MPEG标准，成为支撑我国音视频应用领域关键支撑技术。 AVS视频服务器系统实现，创新地引入SIP信令控制协议，并针对多种场合设计不同的设备，对于AVS走向互联网应用、推进我国视听产业发展、加快AVS产业发展以及应用具有深远的意义。
同类课题研究水平概述
- 目前，DSP仍是视频监控系统的主要处理器，DSP设计企业如TI、Philips、Techwell等，将一些算法固化到芯片内，降低了产品成本和开发难度，如德州仪器（TI）的DM355、DM357等。但随着微电子技术的发展，集成电路设计已发展到IP核的集成，SoC芯片可把视频编解码算法固化在芯片内，集成丰富的外围接口，具有集成度高和可靠性高的优势，高性能数字视频监控SoC芯片不断推出。中星微电子公司已推出应用于网络监控和数字安防应用市场的一款多媒体处理SoC芯片VC0777。海思半导体推出的Hi3510，Hi3520芯片，其中，Hi3520是海思向监控市场推出的第三代解决方案，是一款基于ARM11处理器内核以及视频硬件加速引擎的高性能多媒体处理器，采用标准H.264BP/MP编解码算法。 当前国内外市场上的视频监控处理器大多只支持国际主流视频压缩标准MPEG4和H.264，不支持我国具有自主知识产权的音视频编解码标准AVS。使用国外的音视频编解码技术标准不仅会付出巨额的专利费，而且标准作为产业链的最上游，直接影响芯片、软件、前端设备、存储、传输、终端设备等整个产业链。就未来IP-TV、视频电话以及HDTV标准中两种编码方案MPEG-4/H264来说，负责专利费收取的MPEG LA和Via Licensing两家公司埋下了更大的陷阱：除向设备商、终端厂商收取专利费外，都开始向运营商收取专利费。其中MPEG-4向运营商既要收入门费，还要按每次播出节目收取费用；H.264除了上述两项费用，连每次复制光盘都收取费用。此外，运营商缴纳的入门费并非一次性的，而是每年都要交，而且用户数越大的交得越多。
