【正文】 備對(duì)資源子網(wǎng)的其它部分來說是透明的，資源子網(wǎng)的其它部分無需關(guān)系物理存儲(chǔ)器的位置，使得存儲(chǔ)更可靠、查詢更簡便、存儲(chǔ)器利用率更高。在廣域網(wǎng)的情況下， 60Mbps 的帶寬將大大增加系統(tǒng)的運(yùn)行成本。近年來，隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，流媒體技術(shù)和相關(guān)的應(yīng)用得到越來越多的關(guān)注，被認(rèn)為是未來高速寬帶網(wǎng)絡(luò)的主流應(yīng)用。目前國際上在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控編碼 /壓縮方式主要有 MJEPG、 MPEG4 兩種方式，其特點(diǎn)各有不同： MJEPG 在窄帶寬下側(cè)重于清晰度， MPEG4 在窄帶寬下更側(cè)重于實(shí)時(shí)性； 因此不同視頻壓縮方式均有各自不同的側(cè)重點(diǎn)，一味地認(rèn)為哪種壓縮方式好是不科學(xué)也是不公正的。影響網(wǎng)絡(luò)視頻前端性能的因素很多，包括 CPU 能力、 I/O 總線、 存儲(chǔ)帶寬等。由于流媒體傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、延遲、丟失率等都有很高的要求，而基于無連接的包交換 IP 網(wǎng)絡(luò)對(duì)帶寬資源和圖像質(zhì)量的控制能力都比較弱，因此，在 IP 網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行流媒體傳輸需要采用一些應(yīng)用層的質(zhì)量控制機(jī)制來解決傳輸 中的問題。這種巨大冗余首先造成網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)沉重的負(fù)擔(dān)，造成圖像延遲，甚至停機(jī)；這也是不同網(wǎng)絡(luò)視頻前端性能以及不具備相應(yīng)管理軟件支持的極大缺陷。信息可以發(fā)送到任意地址的客戶端，減少網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔加玫膸挕? 局域網(wǎng)內(nèi)，采用 “五類或超五類 ”網(wǎng)線布設(shè)，其帶寬可達(dá) 100M，采用 “六類線 ” 可達(dá) 1000M，如果布線合理，在正常監(jiān)控條件下其監(jiān)控完全可以達(dá)到實(shí)時(shí)（ 15~25 幀 /S）； 在非正常監(jiān)控條件下監(jiān)控圖像可能不實(shí)時(shí)，但在此情況即使不實(shí)時(shí)也是第一、二代監(jiān)控所無法達(dá)到的。 視頻壓縮方式與實(shí)時(shí)性的問題： 不同的視頻壓縮方式對(duì)實(shí)時(shí)性、清晰度的影響是顯而易見的，但也是矛盾的。針對(duì)壓縮方式應(yīng)根據(jù)客戶的需求，如追求 “實(shí)時(shí) ”為主還是 “清晰 ”為主等，還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)狀況和條件來決定。MJPEG 圖象流的單元就是一幀一幀的 JPEG 畫片。 MJPEG 的優(yōu)點(diǎn)是畫質(zhì)還比較清晰，缺點(diǎn)是壓縮率低，占用帶寬很大。埃幀內(nèi)用改進(jìn)的 DCT 變換并量化，在幀間采用 1/2 象素運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)補(bǔ)償技術(shù)，使運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償更加精確，量化后適用改進(jìn)的變長編碼表（ VLC）地量化數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼，得到最終的編碼系數(shù)。 制定于 1992 年，為工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)，可適用于不同帶寬的設(shè)備，如 CDROM,VideoCD、CDi。 VCD 采用的就是 MPEG1 的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)面向家庭電視質(zhì)量級(jí)的視頻、音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。 MPEG1 標(biāo)準(zhǔn)占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬在 左右。影視圖像的質(zhì)量是廣播級(jí)的質(zhì)量 ,聲音也是接近于 CDDA 的質(zhì)量。除了做為 DVD的指定標(biāo)準(zhǔn)外， MPEG2 還可用于為廣播，有線電視網(wǎng)，電纜網(wǎng)絡(luò)以及多級(jí)多點(diǎn)的直播 (Direct Broadcast Satellite) 提供廣播級(jí)的數(shù)字視頻。 MPEG4 如果說， MPEG1“文件小，但質(zhì)量差 ”；而 MPEG 2 則 “質(zhì)量好，但更占空間 ”的話，那么 MPEG－ 4 則很好的結(jié)合了前兩者的優(yōu)點(diǎn)。 MPEG4 利用很窄的帶寬，通過幀重建技術(shù)，壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的 圖象質(zhì)量。 MPEG 4 的特點(diǎn)是其更適于交互 AV 服務(wù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控。以目前的技術(shù)，一般占用帶寬大致在幾百 K 左右。 MPEG4 的設(shè)計(jì)目標(biāo)還有更廣的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。它更多定義的是一種格式、一種架構(gòu)，而不是具體的算法。 MPEG4 是超低碼率運(yùn)動(dòng)圖像和語言的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，它不僅是針對(duì)一定比特率下的視頻、音頻編碼，更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。對(duì)于最終用戶來說，由于現(xiàn)存電視機(jī)分辨率限制， MPEG2 所帶來的高清晰度畫面質(zhì)量 (如 DVD 畫面 )在電視上效果并不明顯，到是其音頻特性 (如加重低音，多伴音聲道等 )更引人注目。 MPEG2 的音頻編碼可提供左右中及兩個(gè)環(huán)繞聲道 ,以及一個(gè)加重低音聲道，和多達(dá) 7 個(gè)伴音聲道 (DVD 可有 8 種語言配音的原因 )。 制定于 1994 年，設(shè)計(jì)目標(biāo)是高級(jí)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖象質(zhì)量以及更高的傳輸率，主要針對(duì)高清晰度電視（ HDTV）的需要，傳輸速率在 310Mbits/sec 間，與 MPEG1 兼容，適用于 ～ 60Mbps甚至更高的編碼范圍。 MPEG1 也被用于數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)上的視頻傳輸，如非對(duì)稱數(shù)字用戶線路 (ADSL)，視頻點(diǎn)播 (VOD)，以及教育網(wǎng)絡(luò)等。音頻壓縮率為 1/，聲音接近于 CDDA 的質(zhì)量。缺點(diǎn)是畫質(zhì)相對(duì)差一些，占用帶寬隨畫面運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜度而大幅變化。 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)是專為中高質(zhì)量運(yùn)動(dòng)圖像壓縮所設(shè)計(jì)的低碼率圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。動(dòng)態(tài) JPEG 能產(chǎn)生高質(zhì)量、全屏、全運(yùn)動(dòng)的視頻，但是，它需要依賴附加的硬件。是由 JPEG 專家組制訂的，其圖像格式是對(duì)每一幀進(jìn)行壓縮，通?？蛇_(dá)到 6： 1 的壓縮率，但這個(gè)比率相對(duì)來說仍然不足。也可能導(dǎo)致顧客的錯(cuò)誤選擇。 在行業(yè)網(wǎng)內(nèi)，由于其網(wǎng)絡(luò)帶寬較寬一般都 為千兆網(wǎng)，使用者又不像社會(huì)公網(wǎng)上人多，其實(shí)時(shí)性還是可以滿足的，并且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控這也是第一、二代所不能滿足的。 五 .網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的實(shí)時(shí)性問題 由于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控是利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控可以在網(wǎng)線上實(shí)現(xiàn)多路視頻復(fù)用傳輸。理論上講，采用組播方式，單臺(tái)服務(wù)器能夠?qū)?shù)萬臺(tái)客戶端同時(shí)發(fā)送連續(xù)數(shù)據(jù)流而無延時(shí)。 平安城市 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺(tái)建設(shè)方案及投資預(yù)算 設(shè)計(jì)單位：日安電子（深圳）有限公司 第 20 頁 共 67 頁 電話： 075588353668 傳真： 88353669 流媒體播放方式 單播 在客戶端與網(wǎng)絡(luò)視頻前端之間需要建立一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)通道，從一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)視頻前端送出的每個(gè)數(shù)據(jù)包只能傳送給一個(gè)客戶端，這種傳送方式稱為單播。 前端采用 web 方式，可使監(jiān)控者通過網(wǎng)絡(luò)在 IE 瀏覽器即可在授權(quán)下隨時(shí)隨地進(jìn)行監(jiān)控而無需特有軟件支持，使 “想在哪看，就在哪看 ”成為可能。 網(wǎng)絡(luò)視頻前端性能 隨著流媒體規(guī)模的擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)視頻前端的性能成為制約流媒體服務(wù)擴(kuò)展能力的重要因素。 壓縮效率要求在保證一定音 /視頻質(zhì)量的前提下，媒體流的碼流速率盡量低。 可運(yùn)營的交換子網(wǎng) 由于資源子網(wǎng)和交換子網(wǎng)相 互獨(dú)立，因此交換子網(wǎng)即可以由用戶自建，也可以由專門的 ISP 進(jìn)行運(yùn)營，就如同電話交換網(wǎng)絡(luò)一樣，可以提供更好的服務(wù)，更多的商業(yè)機(jī)會(huì)。在第一代、第二代網(wǎng)絡(luò)視頻 監(jiān)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)的并發(fā)訪問量由兩個(gè)因素決定：前端設(shè)備的處理能力和前端設(shè)備的接入帶寬。 平安城市 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺(tái)建設(shè)方案及投資預(yù)算 設(shè)計(jì)單位：日安電子（深圳）有限公司 第 18 頁 共 67 頁 電話： 075588353668 傳真： 88353669 視頻質(zhì)量服務(wù) 由于 IP 網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)之初，并不是面向流媒體應(yīng)用的，網(wǎng)絡(luò)的帶寬和延時(shí)不能在 IP 網(wǎng)絡(luò)上得到保證，而這樣的情況在路由比較遠(yuǎn)的情況下，延時(shí)、抖動(dòng)等現(xiàn)象更為突出。 超越：第三代視頻交換技術(shù)的出現(xiàn)，使得網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)入一個(gè)全新的時(shí)代第二代網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)較好的解決了工程實(shí)踐中遇到的一些困難，但是它遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，而第三代視頻交換系統(tǒng)，充分結(jié)合 IP 網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，利用流媒體技術(shù)，具有光明的前景。這一技術(shù)進(jìn)一步加強(qiáng)了視頻資源的管理，用戶甚至無需記憶監(jiān)控點(diǎn)的名字，當(dāng)用戶登錄了中心控制平臺(tái)后，他將獲得他有權(quán)限訪問的監(jiān)控點(diǎn)列表，只需要點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即可獲得視頻圖像。一般來說，該中心平臺(tái)實(shí)現(xiàn)以下一些主要功能： 采用類似于動(dòng)態(tài)域名等技術(shù)，來管理視頻資源。 有統(tǒng)一的存儲(chǔ)管理 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的視頻存儲(chǔ)一般都存在客戶端，有少數(shù)由 DVR 發(fā)展而來的視頻前端設(shè)備也帶本地存儲(chǔ)的功能。在監(jiān)控項(xiàng)目中，基本的安全機(jī)制是進(jìn)行用戶名 /密碼的身份認(rèn)證，高級(jí)的安全機(jī)制包括： SSL 身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)流加密等。但是隨著監(jiān)控規(guī)模的擴(kuò)大，沒有統(tǒng)一的視頻資源管理機(jī)制帶來的弊端就體現(xiàn)出來了。常言道 “百聞不如一見 ”，在人類感官接受的各種信息中約有 80％來自視覺。 區(qū)別數(shù)字 監(jiān)控和傳統(tǒng)監(jiān)控，是進(jìn)行投資之前的選擇，選擇的意義在于： ? 節(jié)省總體擁有成本：總體計(jì)算設(shè)備壽命期限內(nèi)的初始投資、運(yùn)行費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用、升級(jí)費(fèi)用和培訓(xùn)費(fèi)用； ? 遵循全球統(tǒng)一的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：延長設(shè)備的更新年限，在管理人員更迭時(shí)沒有或產(chǎn)生盡量少的損失； ? 采用更先進(jìn)的技術(shù)，提高客戶本身的知名度，在同行業(yè)中始終處于領(lǐng)先地位。 二 .區(qū)別數(shù)字監(jiān)控和傳統(tǒng)監(jiān)控 數(shù)字監(jiān)控和傳統(tǒng)模擬監(jiān)控之間最大的區(qū)別在于前端（攝像 機(jī) ）和控制端之間信號(hào)的傳輸方式，要想達(dá)到數(shù)字監(jiān)控，首先就要實(shí)現(xiàn)前端（攝像 機(jī) ）輸出和受控的是基于 TCP/IP 協(xié)議的數(shù)字信號(hào)。為系統(tǒng)集成化奠定了基礎(chǔ)。 平安城市 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺(tái)建設(shè)方案及投資預(yù)算 設(shè)計(jì)單位：日安電子（深圳）有限公司 第 13 頁 共 67 頁 電話： 075588353668 傳真： 88353669 ? 第三代：全數(shù)字時(shí)代 視頻從前端圖像采集設(shè)備輸出時(shí)即為數(shù)字信號(hào)，并以網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介，基于國際通用的 TCP/IP 協(xié)議，采用流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻在網(wǎng)上的多路復(fù)用傳輸，并通過設(shè)在網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)虛擬（數(shù)字）矩陣控制主機(jī)（ IPM）來實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的指揮、 調(diào)度、存貯、授權(quán)控制等功能。 第九章 視頻監(jiān)控的發(fā)展歷程 一 .視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)歷 視頻監(jiān)控隨著社會(huì)的進(jìn)步，近來越來越被廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。 目 前， 大多城市公安機(jī)關(guān)通過“ 平安城市 ”布下天羅地網(wǎng)，進(jìn)行安全監(jiān)控，全面提升 全市 的監(jiān)控信息化程度；杜絕人為安全事故 和治安事件 的發(fā)生 。商業(yè)街其實(shí)警力不少，但是犯罪分子往往利用人口流動(dòng)量大的特點(diǎn)，隱藏在混雜人群中得以逃脫。將監(jiān)控?cái)z像機(jī)安置在事件多發(fā)地段，實(shí)時(shí)監(jiān)看現(xiàn)場(chǎng)情況，發(fā)現(xiàn)可疑的人員蹲點(diǎn)，便呼叫巡邏警力前往排查，給犯罪分子以震懾作用，防范于未然。 在 人口密集的廣場(chǎng) ： 廣場(chǎng)是一個(gè)人口密集的區(qū)域，是休閑聚集的場(chǎng)地 。隨著信息技術(shù)的發(fā)展， 平安城市已經(jīng)陸陸續(xù)續(xù)被各個(gè)城市提上建設(shè)日程，高品質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控 也已經(jīng)部分 開始為 公安 部 門 工作 ，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，可提高 治安 效率、優(yōu)化 警力 資源配置，乃至保障 城市 安全。 高質(zhì)量： 采用自適應(yīng)、高效的編碼技術(shù)，在不同網(wǎng)絡(luò)條件下保證圖像清晰、流暢、無 “馬賽克 ”。 警視聯(lián)動(dòng)（ 選項(xiàng)）： 通過特設(shè)的報(bào)警設(shè)備，對(duì)突發(fā)意外事件通過預(yù)設(shè)方式實(shí)現(xiàn)報(bào)警。 錄像與回放： 系統(tǒng) 根據(jù) 治安監(jiān)控點(diǎn) 不同需求可以采用靈活的錄像策略，如：定時(shí)、手動(dòng)、事件觸發(fā)等錄像方式，按照不同的要求進(jìn)行錄像檢索與回放。 4. 傳輸網(wǎng)絡(luò) ： 公安專網(wǎng)專線 寬帶網(wǎng)絡(luò)， 或 使用 中國電信的各種接入方式，如 ADSL、 LAN、 VPN、 DDN/FR等 接入方式 。 3. 客戶端 /監(jiān)控中心有兩種方式實(shí)現(xiàn) ： 1) 硬解碼方式：通過 數(shù)字矩陣輸出板卡（ NDV6104， 4 路數(shù)字矩陣輸出板卡或 NDV6102，2 路數(shù)字矩陣輸出板卡） 設(shè)備 ， 還原監(jiān)控點(diǎn)視頻信息， 實(shí)現(xiàn) 在 模擬 電視墻上顯示。 第五章 組網(wǎng)方式 “ 平安城市 ”網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控采集點(diǎn)、 治安 監(jiān)控中心、“ 平安城市 ”監(jiān)控平臺(tái)、傳輸網(wǎng)絡(luò) 4 部分組成。 靈活應(yīng)用 —— “ 平安城市 ”系統(tǒng)是一個(gè) 可 開放的、通用的視音頻處理平臺(tái)，可以針對(duì)具體應(yīng)用定制相應(yīng)的功能模塊。 平安城市 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺(tái)建設(shè)方案及投資預(yù)算 設(shè)計(jì)單位：日安電子（深圳）有限公司 第 7 頁 共 67 頁 電話： 075588353668 傳真： 88353669 七 .性能特點(diǎn) 實(shí)時(shí)清晰 提供 24 小時(shí)不間斷、不可更改的實(shí)時(shí)圖像和 信息傳送，支持大數(shù)量公安網(wǎng)絡(luò)工作臺(tái) 同時(shí)訪問熱點(diǎn)，提供單畫面或二、四、八、十六畫面等模式并能提供跟蹤監(jiān)視，報(bào)警前 /后的圖像存儲(chǔ)和鏡頭水平 /垂仰 /變倍控制等功能。 數(shù)字化存儲(chǔ)功能 根據(jù)預(yù)先設(shè)定的存儲(chǔ)時(shí)間，不間斷地存儲(chǔ)圖像和相關(guān)數(shù)據(jù)，方便進(jìn)行歷史信息查詢，為突發(fā)事件提供確切證據(jù)。 █ 圖像辨識(shí) 公安系統(tǒng)刑事通緝犯圖像識(shí)辨。 五 .個(gè)性化功能 建議系統(tǒng)可以根據(jù)客戶的需要拓展相應(yīng)的功能模塊，例如智能辨識(shí)，報(bào)警模塊，實(shí)現(xiàn)用戶的個(gè)性化的需要， 為用戶提供定制服務(wù)。 四 .分發(fā) 系統(tǒng)的分發(fā)平臺(tái)還是平臺(tái)的分發(fā)中心，當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)集中訪問某一路圖象時(shí)，由分發(fā)平臺(tái)通過調(diào)度策略為多節(jié)點(diǎn)服務(wù)系統(tǒng)分發(fā)視頻內(nèi)容。 可對(duì)圖像進(jìn)行二十四小 時(shí)的實(shí)時(shí)記錄，并可選擇所要的圖像質(zhì)量。 性能要求： 支持多路實(shí)時(shí)視頻同步錄像存盤功能。 █ 界面調(diào)整 可以建立多個(gè)監(jiān)控界面，每個(gè)監(jiān)控界面可以采用不同的分割方式 。 要求實(shí)現(xiàn)圖像切換及云臺(tái)鏡頭控制功能，操作人員在權(quán)限范圍內(nèi)任意調(diào)用顯示方式或手工設(shè)定，能控制相應(yīng)的云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)以及鏡頭的變倍、光圈、和聚焦，將指定攝像機(jī)的實(shí)時(shí)圖像顯示在指定的顯示器上。 在多臺(tái)攝像機(jī)集中顯示管理的同時(shí)，并實(shí)現(xiàn)多路電視墻進(jìn)行分段顯示管理監(jiān)控。 一 .遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控 各個(gè)轄區(qū)內(nèi)監(jiān)控點(diǎn)分布范圍廣，要將廣范的監(jiān)控點(diǎn)集中到公安監(jiān)控中心監(jiān)看， 并且前方巡警和后方指揮同時(shí)也需要隨時(shí)調(diào)用各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的圖象， 就必須實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控。 圖像識(shí)別 項(xiàng)目 通過圖像識(shí)別軟件實(shí)現(xiàn)金融行業(yè)、公安刑事系統(tǒng)需要的智能辯識(shí)，以及交通系統(tǒng)