視頻編碼器的軟件功能主要包括視頻的編碼壓縮、與客戶端的連接、發送視頻流給客戶端、接收客戶端發送來的配置及控制命令、接收前端傳感器的信號狀態改變并更新服務器、對登錄連接的用戶進行認證、提供Web服務等。

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視頻編碼器的軟件一般包括如下幾個部分:操作系統、Web服務、CGI應用、編碼壓縮程序、網絡傳輸協議、視頻存儲管理等。

目前多數視頻編碼器的軟件系統采用嵌入式Linux作為操作系統平臺，在Linux系統中，軟件采用分層的體系結構，軟件系統構建在硬件系統之上，硬件系統在固件(Firmware]的支持下工作，系統的應用程序工作在用戶模式，而設備驅動程序則工作在內核模式。

1.嵌入式系統(Linux)

嵌入式視頻編碼器是一種集軟、 硬件于一體的設備，主要包括處理器、嵌入式操作系統及相華應用軟件。嵌入式操作系統是實時的、支持嵌入式系統應用的系統平臺，是嵌入式設備中查要的軟件部分，通常包括與硬件相關的底層驅動軟件、系統內核、設備驅動及通訊協議等，具體特點如下:

A、指令精簡，處理速度快。

B、調用速度快，系統數據多置于Flash緩存內。

C、性能穩定，嵌入式系統是一種集軟硬件于一體的可獨立工作的設備。

D、適合于大量的視頻數據應用。

E、實時性好，其軟件固態化，因而系統處理實時性好。

通常，在視頻編碼器系統中，Linux負責整個系統軟件的總體調度，Linux 系統通常包括如下兒個部分: Linux 內核[Kernel)、文件系統(Filesystem)、設備驅動和TCP/IP網絡協議棧等。

嵌入式系統需要通過各種硬件驅動程序來完成對各個外設的操作，在嵌入式軟件系統設計中，硬件設備驅動開發是一個重要的部分。由于嵌入式系統設計是針對特定場合和應用設計的，還須開發相應的網卡驅動、USB 驅動和對應的1/0控制瑞口驅動程序，這些驅動模塊和Linux中其他模塊共同構成了嵌入式系統的軟件運行平臺。

2.應用軟件

嵌入式視頻編碼器系統除了有相關的硬件平臺和軟件平臺外，還需要運行在平臺上面的各種應用程序，主要實現的功能包括Web服務、客戶連接認證、視頻流的發送、控制流的接收與余令執行、報警狀態檢測與響應、視頻內容分析、PTZ操作等。

Web服務:支持IE客戶訪問。

客戶認證:對請求連接的客戶進行認證，并反饋參數。

數據發送:將視頻流發送給客戶端并動態更新。

PTZ操作:接受PTZ指令并發送給串口，完成對云臺、鏡頭等設備的控制。

報警:對外部報警信號接收及做出相關動作響應。

VCA:視頻內容分析功能。

3.編碼壓縮

編碼壓縮工作主要完成對采集、數字化的視頻圖像的編碼壓縮。對采集到的圖像數據進行壓縮可以有兩種方案，一種是用硬件來壓縮， 另一種壓縮方法就是用軟件來實現。

MPEG-4壓縮方式是目前種主流的編碼方法。而H.264是更先進的方法，與其他壓縮編碼方式比較，利用H.264標準可以獲得更高的壓縮比及更好的圖像質量。

4.網絡傳輸

目前網絡上數據的傳輸主要采用TCP和UDP協議。TCP協議能提供有序、可靠的服務，但是一旦數據丟失會帶來嚴重的延遲，無法保證實時性；UDP 是節約資源的傳輸層協議，其操作執行比TCP快得多，它適合于不斷出現的、與時間相關的應用。由于音、視頻數據對實時性要求比較高，而控制數據則對可靠性要求較高，因此，通常系統采用兩種通信協議: TCP/IP協議傳輸通信控制數據，UDP/IP 協議傳輸視頻數據。

由于UDP的不可靠性，基于UDP的應用程序在不可靠網絡使用時必須自己解決可靠性問題，諸如報文丟失、重復、失序和流量控制等問題。在實現連續媒體數據傳輸時，發送方和接受方應該能處理圖像傳輸中發生的數據丟失、延遲等一些問題。因此，在UDP協議之上，采用RTP(實時傳輸協議)和RTCP[實時傳輸控制協議)來完成視頻數據的傳輸。

5.客戶端應用

此處的客戶端軟件是指編碼器廠商提供的簡易客戶應用程序，可以實現一些基本功能，對于大型系統及項目，一般另外有中央管理軟件及NVR平臺，并利用專用的客戶端程序實現強大的功能。客戶端主要完成視頻數據的接收、解碼和顯示工作，同時還可以設置編碼器的參數。從功能角度，客戶端的軟件體系結構可劃分為3個模塊:設備控制模塊、網絡的接收與反饋模塊、顯示模塊。

審核編輯 黃宇