视频编解码器技术要求H12640630修改.docx
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视频编解码器技术要求H12640630修改
广东省交通集团有限公司
高速公路联网监控系统
视频编解码器
技术要求（H.264）
广东省交通集团有限公司高速公路监控中心
广东新粤交通投资有限公司新粤智能交通研究院
1.设备参数要求
2.
1.1.编码器
视音频编码
视频编码标准
标准H.264，并转为标准TS流输出。
1.1.1视频编码基本要求
视频编码应支持H.264标准MainProfile的level3.0档次和级别及以上的国际标准，具体要求包括：
1）编码图像分辨率应同时支持QCIF、CIF、4CIF（或D1）几种分辨率，在信道带宽允许情况下单路视频画面必须采用4CIF（或D1）及以上分辨率；
2）
3）编码帧率应不小于25帧/秒，并可调整，支持跳帧编码；
4）
5）应支持逐行扫描和隔行扫描编码；
6）
7）GOP格式，至少应支持IPPP方式，IPPP方式中的I帧间隔应可调整，IPPP调整范围（不超过25）；
8）
9）编码器应符合ISO/IEC11496的MPEG-4第10部分基本语法格式；
10）
11）熵编码方式至少应支持CAVLC、CABAC中的一种；
12）
13）支持LoopFilter环路滤波；
14）
15）支持整像素、1/2运动搜索和1/4运动搜索;
16）
1.1.2视频编码受限要求
为保证兼容性，编码器应对如下选项做出限制：
1）不支持FMO、ASO、RedundantSlice特性；
2）
3）NAL单元流不应包含取值范围为2到4的nal_unit_type,包括2与4；
4）
5）图像参数集中的参数weighted_pred_flag与weighted_bipred_idc的取值应该为0；
6）
7）图像参数集中slice_groups_minus1取值应该在0到7之间，包括0与7；
8）
9）各级Level的限制说明如表1。
10）
1.1.3视频编码码流封装要求
1、为保证码流解析的效率，对编码器产生的码流做如下限制：
1）
2）
3）
（1）每个GOP按顺序出现SPS、PPS、Islice和Pslice。
（2）逐行编码时每帧分划分为一个slice；隔行编码时每场划分为一个slice，比特流中应当出现AUD语法元素进行划界；其它划分方法不应出现。
（3）必须支持CBR和VBR两种码率控制方式,CBR码率波动不能超过15％。
2、为保证音视频流传输格式的兼容性，对编码器产生的码流做如下封装：
（1）按照ISO/IEC13818-1的要求，将NAL单元封装为TS流，每个TS包长188字节；
（2）将TS包作为UDP载荷，每个UDP报文中承载最大7个TS包；
（3）视频PID号为0x3A
（4）TS包头格式
H.264在逻辑结构上采用了视频编码（VLC）和网络提取层（NAL）分层设计的结构。
NAL数据单元由固定长度的NAL头和可变长度的NAL体构成。
具体格式如图所示：
1bit
2bit
5bit
可变长比特
禁止位
重要性指示位
NALU类型
NAL体数据
视频NAL数据单元格式
NAL头的禁止位在网络发现NAL单元有比特错时被置为1，以便接收端丢弃该单元；重要性指示位用于标志该NAL单元用于重建的重要性，值越大，越重要；NALU类型的值为1-12时由H.264使用，24-31留作它用。
NAL体数据是视频编码出来的原始比特流，其长度可变，一般是1帧的编码数据。
TS包的长度固定为188字节，包括4字节的包头、可变长度的调整头（可选）和包载净荷。
包头包括同步字节和数据包识别ID等，详细结构如图所示。
1B
1bit
1bit
1bit
13bit
2bit
1bit
1bit
4bit
同步字节
传输误码指示符
有效载荷单元起始指示符
优先
传输
包标
识符
传输控制标识
自适应标识
有效载荷标识
连续计
数器
TS包头格式
TS包的包载净荷所传送的信息主要包括4种类型：
A.视频、音频的ES包以及辅助数据；
B.
C.描述单路节目信息的节目映射表、描述多路节目信息的节目关联表、条件访问表；
D.
E.各种业务信息表
F.
G.数据广播信息、数据管道、同步、多协议封装等信息。
H.
（5）TS码流封装格式
TS视频码流采用UDP+TS+NAL格式封装，具体封装格式如图所示。
视频编码器输出原始数据流后，首先用NAL层工具，在码流前加上NAL包头，再按照TS封装方法，封装成固定长度的TS包，最后在TS包形成的TS流前依次加上UDP\IP\MAC协议进行传输。
NAL头
MAC头
IP头
UDP头
TS头
NAL体数据
视频TS流封装格式
音频采用UDP+TS封装，具体封装格式如图9所示，与视频复合传输。
音频数据经音频编码器编码后，按照TS封装方法，封装成固定长度的TS包在TS包形成的TS流前依次加上UDP\IP\MAC协议进行传输。
MAC头
IP头
UDP头
TS头
音频数据
音频TS流封装格式
音频编码标准
ISO/IEC11172-3（MPEG1audio）layer3、ITU-TG.711（同时支持）
音频上行PID号为0x4A，下行PID号为0x4B
视频参数
分辨率
标清范围：
176x144～640x720可调;
高清范围：
640x720～1920x1080可调
帧率
实时流：
25～30fps可调
存储流：
可调
速率
标清范围：
0.5~10.0Mbps可调。
高清范围：
2~20Mbps可调。
双码流组合
同时输出高低双码流，均可作为存储流与实时流。
高码流范围：
768K~4M可调；
低码流范围：
可调。
图像设置
压缩码率，色度，亮度，对比度，饱和度
音频参数
音频编码速率
32kbps，64kbps
音频采样速率
16bit，8/16kHz
音频流
双向，全双工/半双工
网络特性
网络接入方式
支持固定IP
支持网络协议
IPv4、TCP/IP、UDP、HTTP、RTP、RTCP、IGMP、Telnet、ICMP、ARP、SNMP
传输方式
单播、组播，每通道支持传输2路视频，一路用于实时监控，一路用于存储。
具有单播组播的启动与关闭功能。
针对网络、解码设备故障可能引起的编码视频数据网络广播，形成网络广播风暴，编码设备应具备广播风暴时的自动停止发送功能。
编码组播和点播发送数据，当没有解码端（解码器或软件）接受数据时，编码器可自动停止发送数据，减轻了通信网络的压力。
端到端延迟
<300ms
设备状态
提供设备故障报警（包括设备各种状态信息、故障信息、视频丢失信息、串口状态信息、网络端口流量信息等）
接口特性
视频输入
允许多路输入
音频输入
允许多路输入
串口
允许多个RS232或RS485串口，串口或可通过设置改变串口模式
以太网电口
允许多个10M/100M/1000M，全双工/自协商，RJ45接口
WEB设置
基本配置
网络配置和串口配置
管理配置
系统设置、时间日期设置、服务器设置和SNMP设置
业务配置
图像参数设置、时钟同步、叠加字符设置、媒体流发送设置、报警开关量联动设置
日志管理
日志导出（登录、配置、调用、状态）
系统维护
显示设备当前状态、配置管理、用户管理、密码管理、系统重启和软件升级、组播、单播流启动关闭
维护管理
调试模式
Telnet远程登录和RS232串口调试两种模式
升级
支持本地升级，远程Telnet和Web升级
1.2.解码器
1.3.
基于H.264标准
视音频解码
视频解码标准
1）视频解码应支持H.264标准的MainProfile的level3.0档次和级别及以上的国际标准，具体要求包括：
2）
3）能够解码显示分辨率从QCIF到4CIF（D1）的图像；
4）
5）能解码逐行扫描和隔行扫描方式编码的码流；
6）
7）支持IPPP、IBBP两种GOP结构，能够解码B帧；能够解码CAVLC和CABAC两种熵编码码流；
8）
9）至少支持1/2像素精度的运动向量和图像解码，运动向量范围大于16个像素；
10）
11）能够解码P帧中采用帧内方式编码的宏块；
12）
13）能够解码从16×16到4×4所有帧内和帧间编码模式；
14）
15）能够解码采用4×4和8×8整数变换编码的码流；
16）
17）支持去块滤波；
18）
19）支持标准H.264，能够识别视频TS并解码TS视频码流；能够识别音视频复合的TS码流，至少能够拆分出并解码音视频复合流中的视频码流；
音频解码标准
ISO/IEC11172-3（MPEG1audio）layer2/3，ITU-TG.711（同时支持）
视频参数
视频格式
自适应
图像分辨率
自适应
音频质量参数
音频编码速率
32kbps，64kbps
音频采样速率
16bit，8/16kHz
音频流
双向，半双工/全双工
网络特性
网络接入方式
支持固定IP
支持网络协议
UDP、HTTP、IGMP、Telnet、ICMP、ARP、SNMP
传输方式
单播和组播
端到端延迟
<300ms
设备状态
提供设备故障报警（包括设备各种状态信息含故障信息、视频丢失信息、串口状态信息、网络端口流量信息等）
接口特性
视频输出
允许多路输出
音频输出
允许多路输出
串口
允许多个RS232串口或RS485串口或可通过设置改变串口模式
以太网电口
允许多个10M/100M/1000M，全双工/自协商，RJ45接口
WEB设置
基本配置
网络配置和串口配置
管理配置
系统设置、时间日期设置、服务器设置和SNMP设置
业务配置
媒体流接收设置、时钟同步、报警开关量联动设置
日志管理
日志导出
系统维护
显示设备当前状态、配置管理、用户管理、密码管理、系统重启和软件升级
维护管理
调试模式
Telnet远程登录和RS232串口调试两种模式
升级
支持本地升级，远程Telnet和Web升级
3.功能要求
控制功能
●多厂家多型号矩阵控制
●
●多厂家多型号云台控制
●
●设备远程重启控制
●
●远程控制锁定，远程控制解锁
●
●抢占远程控制、释放远程控制
●
●音频控制
视频切换
编解码器可实现多对多随意切换，视频切换延时少于1秒。
云台控制
支持远程直接对云台进行控制或通过模拟矩阵对云台进行控制。
虚拟矩阵
编解码器可实现多对多随意切换，可实现云台PTZ控制。
媒体播放
●实时监控
●
●点播回放、条件搜索
●
●录像存储与播放
●
●屏幕抓拍
●
●本地下载及文件播放。
报警联动
●报警支持TCP、UDP网络传输协议或开关量输入接口。
●
●可以和报警子系统联动，进行联动图像切换、弹出、抓拍和录像。
●
●支持声、光、电报警。
提供预留的自定义报警接口，方便扩展。
设备网络管理
●提供一体化的设备系统管理软件。
●
●支持SNMP网管控制远程管理系统内的设备，及设备参数的设置和状态获取。
●
●提供设备故障报警（包括故障信息、视频丢失信息、串口状态信息、网络端口流量信息等）、定位分析功能。
●
●采用独立的网络管理模块设计，极易与第三方厂商的设备集成和网管软件集成。
●
●采用设备网络管理模块与监控业务功能模块分离的方式，方便其它厂家网管和设备的集成。
视频软解
支持软解图像抓拍功能。
提供可windows播放器播放的通用解码器插件（可同时解码标准的MPEG2,MPEG4,H.264流），不需要写任何程序（如VLC可播放任何标准视频流）。
设备控制
●设备控制支持标准的TCP和UDP通讯传输协议。
●
●提供设备底层UDP控制协议，客户端可直接与设备通讯。
互编互解互控
●在编码方式上必须采用H.264标准，转化为标准的TS流。
●
●在IP打包方式上必须采用标准UDP+TS包或RTP+TS包方式。
编码器能够对一个UDP包中的TS的数目加以限定（TS包长188、视频PID号为0x3A），同时解码器能够对其自适应。
在打包方式上不允许出现私有协议。
●
●联网的编解码器必须经过视频互编互解测试。
●
●支持标准的TCP、UDP网络传输协议。
对编解码器进行控制。
●
●编解码器必须能够支持组播功能，组播功能必须是基于IGMPv2协议的。
●
●编码器必须能够支持IP开关断功能，用来降低带宽和交换机的压力。
编码器的码率必须能够调节，以适应网络突发情况。
●
●编解码器的控制协议必须采用简单网络管理协议SNMP，能够对其MIB库进行有条件的公开。
必须能够采用SNMP通过网口远程对编解码器进行所有设备参数的修改和功能的控制，例如组播IP地址的修改，IP开关断，码率等。
4.技术支持
5.
●提供设备故障维护技术支持。
●
●提供设备升级业务技术支持。
●
●支持SNMP网管控制，方便远程维护。
●
●提供同一品牌内统一版本设备编程开发包。
●
●提供可windows播放器播放的通用解码器插件（可同时解码标准的MPEG2,MPEG4,H.264流）。
●
●提供终端软件开发DEMO程序及源码，DEMO程序需具备一切功能。
●
●提供编解码器底层提供设备底层UDP控制协议及中文说明。
●
●提供开发技术支持。
●
升级会员 