网络视频服务器

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网络视频服务器(DVS,digital video server),又叫数字视频编码器,是一种压缩、处理音视频数据的专业网络传输设备,由音视频压缩编解码器芯片、输入输出通道、网络接口、音视频接口、RS485串行接口控制、协议接口控制、系统软件管理等构成,主要是提供视频压缩或解压功能,完成图象数据的采集或复原等,目前比较流行的基于MPEG-4或H.264的图像数据压缩通过Internet网络传输数据以及音频数据的处理。
中文名
网络视频服务器
外文名
digital video server
简    称
DVS
又    叫
数字视频编码器

网络视频服务器简介

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网络视频服务器(DVS,Digital Video Server)主要用于以太网实时传输数字音视频的多媒体服务器,它能通过以太网(局域网/广域网)将实时的图像和声音同时通过网络传输。 视频服务器可以在保留现有模拟视频监控设备的同时,将视频监视系统平滑升级到基于网络的视频监控系统,它非常适用于与现存的模拟CCTV(闭路电视监控)系统相集成。视频服务器为模拟视频设备带来了全新的功能特性,并彻底消除了系统对于同轴电缆、模拟监视器和DVR等专用设备的依赖。DVR将不再成为实现录像功能的必需品,因为在视频服务器的帮助下,视频图像可以通过标准的PC服务器来进行录制和管理。
无线网络视频服务器
无线网络视频服务器(2张)
一台视频服务器通常具备1至4个模拟视频输入接口用于连接模拟摄像机,同时具备1个以太网接口用于连接到网络。与网络摄像机一样,它包含内置的Web服务器、图像压缩芯片以及操作系统,在这些部件的作用下,模拟视频输入将被转化为数字视频信号,并能够通过计算机网络进行传输和存储,从而大大简化了视频资源的访问和管理。
除了视频输入之外,视频服务器还可以通过同一个网络连接实现其他更多的功能和传输更多的信息,其中包括:数字化报警输入和输出(I/O接口,可用于触发服务器启动录像功能和传输视频,或者激活外部报警设备如警灯或打开房门等等)、音频、用于串行数据传输或PTZ设备控制的串行端口灯。通过图像缓存,视频服务器还可以发送报警前后的图像。视频服务器还可以连接更多的专用摄像机,例如高感光度黑白摄像机、微型摄像机或显微摄像机等等。
视频服务器用于监控领域,大家都很清楚,但不常见的应用,如流媒体。采用流媒体方式,即设立一台流媒体服务器,建立与视频服务器的连接,对该视频服务器的视频访问全部通过流媒体转发服务器软件模块来进行转发,使得该视频服务器的视频服务只占一个通道。这样保证与视频服务器只有一个连接,提高了播放性能和质量。

网络视频服务器概念

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经过近几年的发展,目前已经由单功能的视频传输,逐渐发展成为带WIFI网络,带本地SD卡存储 ,或USB存储或IDE硬盘存储等;传输通道也从原来单路逐渐发展成为:单路D1,两路HD1,四路CIF和多路兼容的多菜单操作与管理的集成系统。其中九鼎集团网络视频服务器产品是比较权威的代表之一。
目前,网络视频服务器的通讯方式也由原来单纯的有线网络,逐渐发展成为:有线与无线WIFI(802.11a b g通讯协议)兼容,无线的传输距离也由原来的几十米(30-100米),发展成为目前的几十公里(30-50公里)。
网络视频服务器与模拟摄像机连接到一起就构成了数字摄像机,又称IP摄像机,是从模拟摄像机向IP摄像机过渡的一种中间产品。有些网络视频服务器带有存储功能,此类产品与带有网络功能的硬盘录像机(DVR)在功能上已经十分接近了,有逐渐融合的趋势。

网络视频服务器构成

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网络视频服务器是一种实现音视频数据编码、网络传输处理的专用设备,它由音视频编码器、网络接口、音视频接口RS422/RS485串行接口、RS232串行接口等构成。
音视频压缩编码器:由于模拟视频数据量非常大,通过数模转化后,数据量也很大,故要利用成熟的编码技术,将视频数据在满足网络传输要求的技术指标下进行高压缩比的编码,以满足传输要求。以前的网络视频服务器一般采用M—JPEG等编码器,用户无法实现更高的压缩码率,以适合于各种不同的网络环境,只能通过减低帧率实现效果一般的网络传输效果。目前各公司都已经推出了MPEG4的网络视频服务器以更能视频网络传输的要求。
网络接口:由于以前的模拟产品的组网都主要通过建立昂贵的独立光纤实现网络传输,网络视频服务器的以太网接口可以方便地实现IP组网,实现数据传输。网络视频服务器主要采用TCP/IP等协议实现音视频数据、控制数据和状态检测信息等数据的网络传送。
音视频接口:网络视频服务器带有标准模拟音视频输入接口,方便监视各通道的视频信号。NVS900采用Dynamic Stream Control技术保证双向音频实时传输,视频帧率根据带宽自动调节,网络中断后自动连接技术。
RS422/RS485串行接口:网络视频服务器带有RS422/RS485串行通讯接口,可通过通讯线外接如云台、快球等各种外设。
网络监控视频服务器可配合计算机中控软件实现大系统组网方案,有的厂家网络视频服务器提供开放的SDK,供用户或第三方厂商开发和构建新的应用方式。

网络视频服务器特点

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随着网络技术的发展以及宽带网络的普及网络视频监控会逐渐侵吞传统视频监控设备的市场份额,下面就来看看视频服务器的四大基本特点:

网络视频服务器机型小

一般通常为1-4路模拟视频输入,不会像硬盘录像机那样动辄十几路视频输入,而且不会随机携带硬盘,把存储设备放置于监控中心更有利于图像资料的存储和保护,这就节省了大量空间位置。

网络视频服务器简便性

通过目前发展迅速、经济高效的计算机通讯网络把视频数据传输到监控中心,只需要一根价格低廉的5类网络线缆,如果视频服务器内部有WIFI模块,采用无线局域网方式的话,那么连5类网络线缆都省了。

网络视频服务器中心控制

一台工业标准服务器和一套控制管理应用软件就可运行整个监控系统,用户只要打开一台与因特网连接的电脑上的客户端程序,在里面输入对应的视频服务器的IP地址就可以进行全面远程监视。任何经授权客户机都可直接访问任意摄像机,也可通过中央服务器访问所监视的图像。

网络视频服务器可扩展性

可轻松添加更多摄像机,中心服务器将来能够方便升级到更快速处理器、更大容量磁盘驱动器以及更大带宽等。

网络视频服务器优势

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网络视频服务器方便性

安装及维护
也许有人说,“现在的网络带宽不够,用光端机和光纤来进行远程传输,视频图像的质量和传输速度比网络传输要好”。可是,敷设光纤昂贵的成本和复杂的布线工程,让许多客户和工程商难以承受。由于计算机网络的普及,有网络的地方就能构建网络监控系统,安装成本大大降低。
使用方便
网络监控还不受时间、地点限制,随时按需监控,可以选择性地观看指定地点的图像,而不需要观看的图像则不传输,节约了网络带宽资源。

网络视频服务器智能性

可以及时、自动地从视频流中提取大量信息,这些信息可以传输、保存、检索、异地存储、多机备份存储;可对摄像机进行编程使其只在特定事件发生时才传送图像。

网络视频服务器衰减小

采用了先进的数字压缩技术,数字信号在传输中衰减小,质量有保证。而模拟视频信号经过较长距离传输,信号就会衰减,需要配置视频放大器补偿。

网络视频服务器稳定可靠

网络视频服务器采用了嵌入式操作系统,硬件采用高性能芯片,工作稳定。

网络视频服务器无线传输

利用网络视频服务器把摄像机的视频信号转换成数字信号,在交通不便、布线困难的情况下,可以通过组建无线局域网,把数字视频信号发送到监控中心,然后由监控中心发布到互联网上供远端的管理部门观看。无线局域网的优点是组网方便,周期短,投资少,结构灵活。

网络视频服务器区别

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这里所说的DVR指的是在传统DVR的基础上扩展了网络功能的DVR产品,这样使得更多的用户可以进行访问,正是由于这种产品开发的理念,令到带网络功能的DVR产品还是传统意义上的DVR,其主要功能仍然是存储,这也决定了它的市场定位是在小范围的网络环境中,监控点也有限。而网络摄像机视频服务器的主要功能侧重于网络传输,这里所说网络是一个大的概念,产品的设计定位在可适应不同的网络环境,如LAN,WAN,INTERNET或无线网络等,且不限制监控点的数量,不限制用户访问的数量等。
从产品的应用来看,网络摄像机和视频服务器的着眼点在于远端监控,如道路交通、无人值守的变电站、油田生产管理、电信机房监控等领域,这些领域的监控点分 散,距离较远布线困难,如果要建立一个全新的系统,则可以直接选用网络摄像机,如果系统已有传统的监控前端,则可以采用视频服务器作为有效的补充;如果监 控的范围是在小区域内,无需远端监控,则可以采用DVR会更为实际。
部分网络产品的制造商认为,DVR只 是一个过渡性产品,假使未来时间内网络环境更为成熟、网络型产品的价格调整下来,在后端电脑上随意安装一套软件就可实现远程监控,这样将代替目前的产品。 但也有一些安防业界内人士表示,这三种产品的应用范围各不相同,各自都有自己的生存空间,特别是在安防行业中,资料的安全是首要目标,因此DVR的存储功能仍然相当重要。
信息化时代的来临,人们对网络应用提出了更高的要求,网络摄像机视频服务器可以在世界的任何一个角落透过INTERNET进 行远端监控,免去了复杂的网络配置和布线工作,大大减少了工程成本,在远距离集中监控的环境中起到了不容忽视的作用。虽然网络摄像机和视频服务器作为网络 时代的代表性产品,也还处在不断发展和改进的过程中,当它的网络优势愈来愈受到业界内人士重视,相信随着网络资源的不断完善,产品也将进一步发挥出它的潜力。

网络视频服务器无线网络

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随着3G技术的发展与延伸,3G移动通信无线系统从概念的运作,到小范围的试点,再到目前的正式商用,经历了漫长的过程,三大运营商纷纷提前规划基于3G高速无线接入特性的业务,而基于3G无线网络的视频监控应用将是核心支柱。
3G技术的移动性、高带宽等特性使得传统的安防监控方式有了更深度的融合应用。大家都知道安防监控的技术发展是:从第一代的模拟监控,发展到第二代的数字监控,再升级到第三代的网络监控,而现在在3G的带动下,网络化监控从有线向无线快速发展,应该说,3G移动监控业务大大扩展了监控行业商用市场空间。
3G无线网络视频服务器不同类型可以分为两大类,一类是自带的3G功能的网络视频服务器,比如3G网络视频服务器、3G网络摄像机等设备,将采集的视频信号进行编码后通过3G网络进行传输,不再受地理位置、现场环境、线路资源等限制;另一类是可扩展的3G无线网络视频服务器,主要是通过降3G无线网卡插入在网络视频服务器的USB接口上实现的扩展3G功能,下面以大唐讯士单路网络视频服务器的3G视频服务器产品应用图为例,可以非常明了的看出他的应用方式:

网络视频服务器应用

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随着视频压缩技术的不断完善和计算机技术的发展,视频服务器已广泛应用于电视播出系统,视频服务器在多频道播出系统中的全面应用,使之成为电视台播出系统中最重要的组成部分,这一产品可大大提高电视播出的工作效率。其实,视频服务器还具备许多传统视频监控设备所不具备的优点,还可以开发出许多新颖的应用方式。(非监控领域)
一、视频服务器的构成
网络视频服务器是一种压缩、存储、处理视音频数据的专用计算机,它由视音频压缩编码器、大容量存储设备、输入/输出通道、网络接口、视音频接口、RS422串行接口、协议接口、软件接口、视音频交叉点矩阵等构成,同时,提供外锁相和视频处理功能。
视音频压缩编码器:由于视频数字化后,数据量很大,故要利用成熟的压缩技术,将视频数据在满足技术指标要求的条件下进行高压缩比的压缩,满足存储和传输要求。目前视频服务器一般采用H.264或MPEG—4等压缩编码器,用户可根据实际情况选择压缩码率和压缩结构,以适合于各种不同的播出场合,达到既节省硬盘空间,增加节目存储量,又能保证播出质量的目的。
大容量存储设备:视频服务器使用高速、宽带的SCSI接口硬盘或最先进的FC接口硬盘作为视音频素材存储介质。同时视音频数据的硬盘扩充也比较灵活。
输入/输出通道:视频服务器具备多通道输入/输出系统,使多路录入、播放能同时进行,实现多任务。
网络接口:视频服务器都带有网络接口,方便组网,实现数据共享。一般视频服务器都带有FC和以太网接口。FC光纤网采用IP协议作为视频服务器之间快速、实时复制和移动素材的交换网络,以太网用于传送控制数据和状态检测的信息。
视音频接口:视频服务器都带有标准视音频接口和模拟监视视频接口,方便监视各通道的视频信号。输入/输出信号可以在模拟、分量和SDI中选择。
RS422串行接口:视频服务器都带有多个RS422串行通讯接口,每个接口均可通过RS422通讯线由外部计算机控制实现记录与播放。
协议接口:视频服务器除提供各种控制硬件接口外,还提供协议接口。如RS422接口除支持RS422的Profile协议外,还支持 Louth、Odetics 、BVW等通过RS422控制的协议。
软件接口:视频服务器提供开放的软件接口,供用户或第三方厂商开发和构建新的应用方式。
视音频交叉点矩阵:视频服务器内带视、音频交叉点矩阵,视、音频通道调度灵活,同时可保证技术指标不受损。
另外,视频服务器提供外锁相和视频处理功能,方便构建专业化应用的视音频系统。
三、视频服务器的特点
网络视频服务器具有传统设备所不具备的许多特点,具体表现如下:
(1)将多通道、录制与播放等功能集于一体,传统设备中有多输入和多输出特性的设备是视音频切换矩阵,而具有录制和播放功能的设备是录像机,不言而喻,视频服务器在系统中可代替若干个录像机和一台小型切换矩阵。
(2)视频服务器用硬盘作为记录媒体,具有非线性特点,因而具有非线性设备所有的优点,如素材查找方便;素材可由多个输出通道共享;可同时或相继调出播放。
(3)素材记录在硬盘还未形成完整文件时,便可由输出通道调出播放,这点非常适用于延时播出和视频点播等领域。
(4)视频服务器容易实现向前或向后的变速播放,传统的录像机要实现这一点,要经过价格昂贵的特殊设备。
四、视频服务器在电视领域的应用
由于网络视频服务器具备上述优势,因此它将创造许多新颖的应用方式,以满足电视传媒的需要,并可大大提高生产率和降低设备维修和人力成本。视频服务器在电视领域中的应用主要有两个方面:一是利用视频服务器构建自动播出系统;二是利用视频服务器实现视频点播
1.利用视频服务器构建自动播出系统
以往的播出系统是以磁带为主要介质,但随着视频压缩技术的不断完善和计算机技术的发展,在播出系统中采用视频服务器已经成为可能而且目前已在国内许多电视台使用,在今天建立播出系统时选择视频服务器作为一个信号源已经成为必然。以视频服务器为主体的硬盘播出系统,充分发挥硬盘存储的优势,避免了因录像机等设备出故障给播出带来的影响,充分发挥多通道资源共享的优越性,轻松实现各节目之间的串编播出和各种插播、定时播出之间的控制管理,以压缩文件的形式把节目存放在硬盘中,可以达到无失帧保存,所有节目从制作、编辑端口上载,从而简化了从制作到播出的工作流程,有利于提高工作效率。
在硬盘播出系统中,节目素材是以数字压缩方式存储和播出的。系统可采用MPEG―2或M—JPEG压缩格式
硬盘播出系统可采用本地存储、镜像备份方式的RAID硬盘存列。RAID-1也称作“镜像”,即采用双盘完全复制方法来保护数据,避免了硬盘故障造成数据丢失和系统中断,其100%的冗余可以实现数据的快速恢复。每个视频服务器使用独立的存储硬盘即本地存储,各视频服务器之间完全互不干扰,再采用完全镜像备份系统可靠性高。
硬盘播出系统可采用FC与以太网结合的双网结构,利用FC传输视音频信号,用以太网传送控制信号
硬盘播出系统由视音频服务器、数据库服务器、采集工作站、预监工作站、播出工作站等子系统组成。两台视音频服务器进行备份。服务器通过光纤网互连。主服务器上的视音频素材通过光纤网拷贝到辅服务器上。由一套自动播控系统控制两套视音频服务器的播出工作站进行同步播出。这样系统非常可靠。同时,系统根据不同的用户设置不同的安全等级,使无关人员无法进入系统;有效地保证系统数据的安全性,同时在系统播出时,自动锁定各种其他违规操作,及时发出报警信号。
以视频服务器为主体的硬盘自动播出系统的具体应用方式有以下几种:
(1)广告自动播出
视频服务器首先用于重播次数多、时间短的广告节目。在这一应用方式中,视频服务器作为广告播出的专用设备,它受控于播出系统的自动控制软件,由视频服务器承担的播出只能按顺序一条一条地进行,广告播出的素材由广告编辑计算机负责控制,广告播出的顺序的编排和控制由广告播出计算机负责,而广告播出的起点和结束则由自动播控计算机实施对广告播出计算机的控制。这种应用方式不需要对已有的播出系统进行大的改动,原有的自动播控系统和软件还能继续使用,视频服务器在这里相当于多台录像机(取决于视频服务器的输入通道数目)和多台放像机(取决于视频服务器的输出通道数目)。因此原有的自动播控系统软件就能象控制录像机一样控制视频服务器进行广告播出。
(2)多频道自动播出系统
利用视频服务器的多通道特性能建立循环垫播系统,供多个频道的播出机房共用。在这一应用方式中,首先将各个频道的垫播素材通过VTR录入到视频服务器中,每个频道播出机房占用视频服务器的一个输出通道,视频服务器上的各个素材可分别播出。在这一应用方式中,可利用一对配置完全相同的视频服务器建立播出系统。主、备视频服务器各用对应的一个输出通道,作为互为备份的播出通道,主、备视频服务器之间采用光纤网(FC)互联,实现视音频素材共享、移动和复制,保证主、备视频服务器的素材完全一致。由一套自动播控系统控制两套视频服务器的播出工作站进行同步播出。
(3)电视节目延时播出系统
利用视频服务器建立电视节目延时播出系统是利用视频服务器的特性,即在素材写入硬盘时,不需完全形成一个素材文件的情况下,便可共享调用,使硬盘播出系统具备所谓即录即播(要稍许延时后才可播)的功能。这种方案比较适合于直播重要的实况节目。将实况播出先录入硬盘,按需要将实况播出时间延迟适当时间播出,节目导演和值班员利用这段时间在播放速率调整控制计算机上对现场不宜转播的画面进行剪切并替换为其它适宜素材,或以人眼不易分辨的速率,如0.8至1.2倍快速或慢速播放,以保持相应的迟时量。这种以先进技术手段为基础的障眼法,可控制不当素材的播出,同时实况转播效果又不受任何影响。
使用视频服务器的硬盘自动播出系统还有很多种具体应用方式,这里就不再一一列举了对比于传统录像带播出,硬盘自动播出系统的信号与素材都并非存于盒带之中,因此有零帧预卷、非线性检索、素材反复使用、资源共享等优点。具体的优点是:提高工作效率、具有更好的安全性、信息资源的共享和系统的先进性。
2.利用视频服务器实现视频点播
视频点播有两种方式即:准视频点播(NVOD)和视频点播(VOD)
(1)准视频点播(NVOD)
视频服务器是实现准视频点播(NVOD)播放的核心设备,利用其多通道特性和素材可共享的特性,实现一个节目相隔一段时间重播,收视者能在等待最短时间收看自己点播的节目。如:在视频服务器内一个时间长度为N的节目,经8个输出通道分别输出,第二个通道相对第一个通道延时N/8时间播放,第三个通道相对第二个通道延时N/8时间播放,依此类推。每个通道节目循环播放,那么第一个通道下一次开始播放的时间相对第八个通道也是延时N/8时间播放。这样相邻通道播放的是相同节目,但时间间隔均是N/8。用户点播时,其点播信息经节目请求计算机处理后,由节目播放控制计算机将马上要播放的通道号、授权等信息返送给用户接收设备,用户在N/8时间内就可看到自己点播的节目。
(2)视频点播(VOD)
视频服务器不仅可用于准视频点播系统,也可用于视频点播(VOD)系统。VOD的全称为Video On Demand,即视频点播技术,也称交互式电视点播系统,意即按需要的视频流播放。“在想看的时候看想看的节目”,用户可以根据自己的意愿选择收看电视节目,从根本上改变了过去被动式收看电视的不足,完全实现了由用户掌握获得信息的主动权。VOD还可以实现Internet、收发电子邮件、家庭购物、旅游指南、订票预约、股票交易等其他功能。因此可以说,这一技术的出现使用户可以按自己的需要来安排工作和娱乐时间,真正实现了由用户掌握收视主动权,极大地提高和改善了人们的生活质量和工作效率。
VOD 系统由前端系统、网络系统及客户系统三部分组成,而前端系统一般由视频服务器、各种档案管理服务器以及控制网络部分的设备组成。各种档案服务器主要完成一些用户信息管理和计费工作,以及影视材料的管理工作和安全保密等。控制网络部分主要完成各种服务器中的各种信息传递工作及后台的影视材料和数据的交换。视频服务器主要由存储系统和建立其上的各种控制器管理系统组成,其目标是实现压缩媒体数据的存储以及按请求进行媒体信息的检索和传输。视频服务器与传统的数据服务器在很多方面有显著不同,需要解决许多问题,来支持各种新功能。同时,它的高速数据传输能力保证了用户对大量影片、视频节目、游戏、商务信息以及其它服务的近乎即时访问。它的最大特点是可以实现多人从不同起点观看同一节目,从而避免了精彩节目被一个用户独占。
这种应用规模比较大,必须将多台多通道的视频服务器组成能共享大容量硬盘存储体和能处理传输流的宽带网络,才能满足众多用户对节目的各种点播需求。用户点播信息可以有两种路径传给点播受理服务器:一种是通过城市的有线电视HFC网络的上行通道传给点播受理服务器;另一种是通过通用浏览器在互联网上对节目进行选择后,将点播信息传给点播受理服务器。点播受理服务器将有关信息处理后,传给播放控制计算机,由它控制播放用户所点播的节目,并通过HFC下行通道传到用户终端。用户接收有两种形式:一种是普通电视机+机顶盒,另一种是计算机+接收卡,借助计算机显示器收看。
基于视频服务器的多频道数字播出系统具有传统的基于磁带录像机的模拟播出系统无可比拟的诸多优势,视频服务器采用开放式软硬件平台和标准或通用接口协议,系统扩展能力较强,能够与未来全数字、盘基化、网络化、多频道资源共享模式的节目制作、编辑和播出体系相衔接。盘基化或盘带结合的基于视频服务器多频道数字播出系统可以实现播出差错隔离和故障隔离,也可以实现延时播出,是电视节目播出由模拟向数字过渡的最佳方案。而从长远来看,视频点播具有巨大的潜在市场和深远的发展前景,因为从深层次来看,VOD不仅仅是视频节目点播的问题,它代表未来全功能网络化和数字交互式信息的应用发展趋势,是一种从内容、形式上更深层次上的互动,也是数字影院、交互视频新闻、广告等新应用的基础,具有广阔的发展潜力,VOD是未来信息高速公路构架的重要组成部分,是未来信息服务中宽带业务的灵魂。因此可以肯定,随着数字技术多媒体技术和计算机技术的不断发展,视频服务器在电视领域中的应用将有更多的延伸。

网络视频服务器前景

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未来的市场,Ip Camera会出现高速增长,其增长会导致模拟摄像机市场下滑,这样DVS的市场会随着模拟摄像机的下滑而逐步下滑。从目前的技术来看,IP Camera的成本已经低于模拟摄像机+DVS,IP Camera呈现出更强大的生命力。
因为DVS进入门槛较低,各个厂家为了保护自己的利益,不愿意推进标准化,产业规模一直受制于标准化问题。IP Camera的发展一开始就呈现出标准化的趋势,DVS在IP Camera的带动下逐步实现标准化。
DVS的市场在未来一段时间内可能会因为安防市场的扩大带来一定量的增长,但是在未来,DVS的市场份额会随着模拟摄像机市场的下滑而受影响。所幸的是,尽管模拟摄像机市场会逐步下滑,但已装的模拟摄像机数量惊人,涉及领域、行业广泛,所以作为传统与“四化”的中间物设备DVS,还会保持有相当的增长期。
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