【文章內(nèi)容簡介】 JPEG 編碼方式的數(shù)據(jù)速率明顯降低圖像質(zhì)量略差于 MJPEG。 編碼方式是三種中數(shù)據(jù)速率最低的一種，它在 的基礎(chǔ)上，增加了四種 編碼選項，將碼流速率降到 128Kbps 以下，在 — 128 Kbps 的速率上，傳輸 CIF 或 QCIF 格式、每秒 1— 15幀的活動圖像，特別適合于在電話線上傳輸質(zhì)量要求不高的活動圖像。 對于 MPEG 標準分成二個階段：第一階段（ MPEG1）是針對傳輸速度為 1Mb/s 到 中心機房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案 10 ；第二階段（ MPEG2）可以對分辨率達1440*1152 高清晰度電視（ HDTV）的信號進行壓縮?？傮w來說， MPEG 在三方面優(yōu)于其它壓縮 /解壓方案。首先，在一開始它就是作為一個國際化的標準研究制定，所以 MPEG 具有很好的兼容性；其它， MPEG 能夠比其它法提供更好的壓縮比，最高可達 200： 1；更重要的是， MPEG 在提供高壓縮比的同時，對數(shù)據(jù)的損失很小。 MPEG1 與 MPEG2 相比，相對占用的硬盤空間要小，但質(zhì)量差一些；而 MPEG2 質(zhì)量好，但占用更多的硬盤空間， MPEG4 則很好地結(jié)合了前兩者的優(yōu)點。與 MPEG1 和 MPEG2 相比，MPEG4 的特點是其更適合于交互 AV服務以及遠程監(jiān)控。 MPEG4 是第一個使使用者由被動變?yōu)橹鲃樱ú辉僦皇怯^看，允許你加入其中，即有交互性）的動態(tài)圖像標準；它的另一特點是其綜合性。 MPEG4 的設(shè)計目標還有更廣的適應性和可擴展性。 MPEG4 試圖達到兩個目標： A低比特率下的多媒體通信； B是多工業(yè)的多媒體通信的綜合。由此可見 MPEG4壓縮技術(shù)是一種適用在低帶寬下進行信息交換的音視頻處理技術(shù)，它的特點是可以動態(tài)的偵測圖像各個區(qū)域變化，基于對象的變化而調(diào)整壓縮方法可以獲得比 MPEG1 及 MPEG2更大的壓縮比，壓縮碼流更低。因而無論從清晰度還是從存儲量上都比前（ MPEG1 及MPEG2）兩者具有更大的優(yōu)勢。 正是基于以上的比較優(yōu)勢，我們在此方案中的選用了基于 MPEG4 壓縮標準的KITOZER 的壓縮編解 碼設(shè)備（ KTR 150e） , 可以確保監(jiān)視畫面質(zhì)量高度清晰。 系統(tǒng)概述 本方案書設(shè)計的遠程監(jiān)控系統(tǒng)以視頻圖像監(jiān)視為核心，同時集成了報警子系統(tǒng)及遠程控制子系統(tǒng)。視頻圖像監(jiān)視采用 MPEG4 壓縮技術(shù)，對前端圖像進行數(shù)字化壓縮處理，形成的視頻數(shù)據(jù)流以 VSIP 包的格式經(jīng)由中間網(wǎng)絡傳送到監(jiān)控中心。在傳輸方式上，系統(tǒng)可以根據(jù)實際需要選擇單播、多播、存儲服務器多播及最合適的方式。由于多播（ Multicast）可以在占用一條視頻流帶寬的情況下為多個后端用戶提供實時視頻流，因此大大節(jié)省了網(wǎng)絡資源，在建立多個監(jiān)控中心、多用戶監(jiān) 視、或者與上一級的監(jiān)控網(wǎng)絡相連時擁有強大的優(yōu)勢。 考慮到機房一般需要 24 小時連續(xù)監(jiān)控，而且已經(jīng)開始向無人值守的方向發(fā)展，集成報警及控制對于監(jiān)控系統(tǒng)的可用性具有重要影響。本系統(tǒng)主要通過 KTR 150eT 的RS485/422 端口及 I/O 端口將報警和控制功能集成到一起。前端攝像機通過 RS485/422輸出控制信號，而報警信號、門禁狀態(tài)信號、燈光控制的輸入 /輸出則通過 I/O 端口進行。 另外，考慮機房的夜間監(jiān)控尤其重要。若采用紅外攝像機，不但價格很高，而且圖 中心機房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案 11 像質(zhì)量比較差。采用可遠程遙控的照明系統(tǒng)，則是一種經(jīng)濟實 用的方案。本方案設(shè)計集成了燈光的遠程控制功能，利用 KTR150eT上的 I/O 端口，通過我公司專門設(shè)計的軟件，可以在監(jiān)控中心遠程遙控機房內(nèi)的燈光。 系統(tǒng)特點 ? 系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)軟件與硬件全部采用模塊化結(jié)構(gòu)，各模塊功能明確。根據(jù)用戶不同的要求組建模塊從而實現(xiàn)多種配置與功能。根據(jù)用戶不同的要求組建模塊從而實現(xiàn)多種配置與功能。 ? 高可靠性與穩(wěn)定性 分站主機系統(tǒng)采用嵌入式結(jié)構(gòu)與專用軟件系統(tǒng)，無故障運行時間超過 26000 小時。 ? 采用 MPEG4 編碼 MPEG4 編碼技術(shù)的采用，可以使本系統(tǒng)相對于其它編碼格式的系統(tǒng)提供更 清晰的監(jiān)視畫面及更低的帶寬占用。 ? 網(wǎng)絡兼容性強 系統(tǒng)前端主機提供 10/100BaseT端口，可以直接接入以太網(wǎng)。而且傳輸是基于 IP協(xié)議，可以跨越不同類型的網(wǎng)絡，網(wǎng)絡兼容性強。該特點可以使網(wǎng)絡連通的任何地方都可以實現(xiàn)監(jiān)控。 ? 可控制傳輸帶寬 各路視頻服務器數(shù)據(jù)傳輸帶寬可根據(jù)需要限定，保證與其他設(shè)備共用網(wǎng)絡通道傳輸數(shù)據(jù)時不相互影響。該功能的實現(xiàn)將避免用戶因使用圖像監(jiān)控而增加網(wǎng)絡負載，影響其它數(shù)據(jù)的傳輸。 ? 遠程維護 通過網(wǎng)絡可對各前端視頻服務器進行遠程設(shè)置與維護，在系統(tǒng)遇到故障時可以遠端恢復視頻服務器的運行。系統(tǒng) 提供支持 TCP/IP 協(xié)議的局域網(wǎng)接口，可以使局域網(wǎng)內(nèi)用戶對遠端站點進行網(wǎng)絡化的統(tǒng)一監(jiān)控管理，并交互使用數(shù)據(jù)、圖表、視頻等多種信息。 ? 軟硬件緊密結(jié)合 監(jiān)控中心可以通過軟件解壓用于網(wǎng)上監(jiān)視，也可以通過硬件解壓并接入監(jiān)控中心的電視墻。突破以往只能以硬件實現(xiàn)遠程監(jiān)控的局限性，充分體現(xiàn)了軟硬件結(jié)合，實時性、可靠性與靈活性、實用性并存。 ? 應用了多播（ Multicast）技術(shù) 多播技術(shù)可以在占用一條視頻流帶寬的情況下，為多個用戶提供實時視頻，非常適合于多個用戶同時監(jiān)視或建立多級監(jiān)控中心的系統(tǒng)需求。 ? 多畫面自動切換 可以多 畫面分割模式間自動切換，監(jiān)視畫面可全屏幕顯示。 中心機房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案 12 ? 界面友好 圖形化中文界面，可全屏幕顯示監(jiān)視畫面、視頻顯示、報警聯(lián)動、操作控制一目了然。 系統(tǒng)原理 系統(tǒng)流程 系統(tǒng)主要面向視頻圖像、報警及控制信號，以對于視頻流和數(shù)據(jù)流（報警輸入 /控制輸出）的處理為核心流程。詳見下圖： I P V i e w C l i e n tI P V i w e w C l i e n tI P V i e w S e r v e rI n t e r n e t監(jiān) 控 中 心B N C 視 頻 口R J 4 5光 纖 接 入? ?遠端站1遠端站N遠端站2?園 區(qū) 網(wǎng) 絡 系 統(tǒng)VSIP視頻流光 纖 網(wǎng) 接 口1 0 0 0 B a s e T交 換 機V D T 1 5 0 e RV D T 1 5 0 e T1 0 / 1 0 0 B a s e T畫 面 分割 器CCC解 碼 器解 碼 器R S 4 2 2 / 4 8 5B N C 視 頻開 關(guān) 信 號 輸 入開 關(guān) 信 號 輸 出I / O 端 口R S 4 2 2 / 4 8 5電 視 墻 視頻流 首先由位于遠端機房的攝像機采集視頻圖像，經(jīng)由 KITOZER 的 KTR 150eT 視頻服務器對視頻信號進行 MPEG4 編碼壓縮后，以 VSIP 數(shù)據(jù)包的格式將視頻數(shù)據(jù)送入網(wǎng)絡，形成基 于 IP 尋址的 VSIP 視頻數(shù)據(jù)流。視頻流進入科技園園區(qū)內(nèi)的光纖網(wǎng)絡系統(tǒng)。設(shè)在 中心機房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案 13 監(jiān)控中心的 KITOZER Server 通過園區(qū)網(wǎng)絡系統(tǒng)取得視頻流用于存儲 ,KITOZER Server還負責監(jiān)控系統(tǒng)各種應用程序的運行和客戶端的登錄管理。 KITOZER Client 則負責對數(shù)據(jù)包進行軟件解壓，解壓還原后的視頻圖像供用戶在監(jiān)視工作站上進行視頻監(jiān)視。此外，KTR 150eR可以在軟件解壓的同時，對視頻流可以進行硬件解壓，解壓還原后的視頻流經(jīng)矩陣或畫面分割設(shè)備進入電視墻，供監(jiān)控中心集中監(jiān)控。在整個視頻流形成、傳輸及解壓還 原的流程里，需要補充說明以下幾點： ? 當同一個機房的攝像機數(shù)量較多而網(wǎng)絡帶寬或投資又有限時，可考慮用視頻矩陣或畫面分割器將前端的攝像機畫面切換接入 KITOZER KTR 150eT 視頻服務器。如果需要對每個攝像機進行全實時監(jiān)視而不是切換監(jiān)視時，則需要為每一個攝像機配一個 KTR150eT 視頻服務器，或者采用 KTR 150eT4 可以同時接入4路攝像機（總資源仍然是 30幀 /秒。后面硬件解壓時，需要為一個 KTR 150eT4配 4 個 KTR 150eR。 ? 在視頻流從前端的變電站到監(jiān)控中心的傳輸機制中， KITOZER 采用了先進的Multicast 技術(shù)，該技術(shù)的采用使得在網(wǎng)絡上提供一個視頻流的條件下可以供多個監(jiān)視點同時進行監(jiān)視，大大節(jié)省了網(wǎng)絡資源。這一特點不僅可以保證多個用戶同時進行監(jiān)視時不會造成網(wǎng)絡阻塞，而且非常有利于系統(tǒng)與上一級監(jiān)控系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)或者設(shè)立多個監(jiān)控中心。 ? KITOZER Server（ Enterprise）目前可支持 48 個攝像機，可以在網(wǎng)絡上運行多臺服務器，并支持視頻流的分布式存儲。 信息數(shù)據(jù)流 信息數(shù)據(jù)流主要是包括前端云臺控制、報警輸入、燈光控制及煙感輸入。信息數(shù)據(jù)在前端的輸入輸出主要通過集成在 KTR 150eT 內(nèi)的 RS485/422 自適應端口進行。數(shù)據(jù)從 KTR 150eT 視頻服務器與位于監(jiān)控中心的 KITOZER Server 服務器之間的傳輸也以VSIP 包的格式進行，因而可以與視頻流同步，穿越各種不同物理結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡進行傳輸。前端 KTR 150eT 視頻服務器采集的報警信息傳輸?shù)?KITOZER Server 系統(tǒng)服務器進行存儲，同時可以設(shè)置為觸發(fā)后端的 KITOZER Server 進行錄像。監(jiān)控中心的 KITOZER Server主要用于系統(tǒng)的后臺管理，客戶端的操作則可以集成在 KITOZER Client 上。這樣做的好處是即可以減 KITOZER Server 的負載，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又可以方便操作員的日常使用。本流程需要說明的是： ? KTR 150eT 的 RS485/422 端口可以根據(jù)需要進行更多擴展，最多支持 256 個RS485/422 控制模塊，從而集成更多的前端設(shè)備。 中心機房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案 14 接口及信息流程說明 前端的 KTR 150eT提供了一個 BNC視頻輸入口，一個 RJ45 的 10/100BaseT接口，一個 RS232 口，一個 RS485/422 自適應端口及 1 個 I/O 端口（可根據(jù)需要進行擴展）。監(jiān)控中心的 KTR150eR 則提供一個 RJ45 的網(wǎng)絡視頻流輸入端口，一個 BNC 輸出，一個RS485/422 自適應端口， 1 個 I/O 端口。 攝像機的視頻圖像經(jīng)過 BNC視頻輸入口接入 KTR 150eT視頻服務器，然后通過 RJ45端口進入網(wǎng)絡，經(jīng)光纖收發(fā)器進入光纖網(wǎng)傳輸至園區(qū)的監(jiān)控中心。報警及煙感探頭的信號則經(jīng) I/O端口進入 KTR 150eT，也通過 RJ45 端口進入網(wǎng)絡，傳輸流程與視頻圖像相同。 云臺控制信號則由監(jiān)控工作站經(jīng)由傳輸網(wǎng)絡送至前端設(shè)備，通過 RJ45 以太網(wǎng)口進入 KTR 150eT，然后通過 KTR 150eT的 RS485/422自適應端口發(fā)送到解碼器，通過控制線將解碼后的指令送至云臺完成控制功能。 燈光控制信號則是由監(jiān)控中心經(jīng)由傳輸網(wǎng)絡送至前端視頻服務器，通過 RJ45 以太網(wǎng)口進入 KTR150eT，然后通過 KTR150eT的 I/O 端口將信號送到控制器，實現(xiàn)燈光控制。 各接口技術(shù)參數(shù)如下： ? 模擬視頻口（ BNC） ? 信號制式：全電視信號 PAL/NTSC 只可選 ? 信號輸出電平： 1Vpp，最大 2V ? 輸出接口： BNC 接頭， 75? 阻抗 ? RS485 數(shù)據(jù)接口 ? 數(shù)據(jù)接入速率： ? 數(shù)據(jù)接口方式：異步 ? 接頭方式： PIN ? RS232 數(shù)據(jù)接口參數(shù) ? 數(shù)據(jù)接入速率： ? 數(shù)據(jù)接口方式：異步 ? 接頭方式： 9針 中心機房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案 15 4. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 軟件結(jié)構(gòu) KITOZER 系統(tǒng)軟件目前采用 Client/Server 模式（也可支持 B/S 結(jié)構(gòu)），服務器（ Server）主要實現(xiàn)對用戶、權(quán)限、系統(tǒng)設(shè)備及視頻流存儲等方面的管理功能?？蛻舳耍?Client）是由 KITOZ