【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 視頻切換矩陣、監(jiān)視器、錄像機(jī)等組成，通過(guò)視頻線、控制線連接，主要用于安 淮北網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)推廣技術(shù)建議書(shū) 2 保、生產(chǎn)管理場(chǎng)合。其特點(diǎn)是模擬視頻信號(hào)傳輸，傳輸距離有限，安全性較差，監(jiān)控方式單一。 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng) 20 世紀(jì) 90年代中期，隨著計(jì)算機(jī)處理能力的提高和視頻技術(shù)的發(fā)展，人們利用計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)處理能力進(jìn)行視頻的采集和處理，從而大大提高了圖像質(zhì)量，增強(qiáng)了視頻監(jiān)控的功能。這種基于多媒體計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)稱為第二代視頻監(jiān)控系統(tǒng)，即模擬輸入與數(shù)字壓縮、顯示和控制系統(tǒng)。因?yàn)楹诵?設(shè)備是數(shù)字設(shè)備，因此可以稱為 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng) 。 這類視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像機(jī)、各類采集設(shè)備、 PC 機(jī) /工控機(jī)、采集卡、視頻壓縮卡、通信接口卡、 PC 監(jiān)控設(shè)備、錄像機(jī)（模擬或數(shù)碼）等組成，依賴于通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。采用計(jì)算機(jī)作為硬件平臺(tái)， WINDOWS 操作系統(tǒng) +應(yīng)用軟件方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。但眾所周知，無(wú)論 PC機(jī)還是工控機(jī)，都比較容易死機(jī)，不易于 7*24 小時(shí)使用； WINDOWS 操作系統(tǒng)作為一個(gè)普通個(gè)人用操作系統(tǒng)，現(xiàn)在面臨著系統(tǒng)及其不穩(wěn)定，安全漏洞太多，容易被黑客利用。另外這種方式存在功耗大、環(huán)境適應(yīng)能力差等缺點(diǎn)， 目前也面臨被淘汰的境況。 數(shù)字化全球眼視頻監(jiān)控系統(tǒng) 到了 20 世紀(jì) 90 年代末特別是近兩三年；隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬、 計(jì)算機(jī) 處理能力和 淮北網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)推廣技術(shù)建議書(shū) 3 存儲(chǔ)容量的迅速提高，以及各種實(shí)用視頻信息處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控進(jìn)入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，稱為第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)， 數(shù)字化全球眼視頻監(jiān)控系統(tǒng) 。第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為依托，以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸。存儲(chǔ)和播放為核心，以智能實(shí)用的圖像分析為特色，引發(fā)了視頻監(jiān)控行業(yè)的技術(shù)革命。 第三代視頻 監(jiān)控領(lǐng)域，集中了多媒體技術(shù)、數(shù)字圖像處理及遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)茸钚录夹g(shù) 。不僅僅可以解決圖像傳輸、遠(yuǎn)程控制 、現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集等監(jiān)控功能，還可提供高質(zhì)量的監(jiān)控圖像和便捷的監(jiān)控方式。第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般基于TCP/IP 架構(gòu)，符合通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。嵌入式系統(tǒng)所有硬件軟件全都采用專業(yè)設(shè)計(jì)、具備專業(yè)的制造工藝。在編解碼方面，采用專用的高速 DSP 處理芯片，系統(tǒng)軟件采用穩(wěn)定性最高的實(shí)時(shí)專用操作系統(tǒng)，因此具有功能最強(qiáng)大、可靠性最高、功耗小、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、軟件的擴(kuò)展升級(jí)方便等優(yōu)點(diǎn)，具有非常廣泛而靈活的應(yīng)用。 因此，電信全球眼視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用第三代基于嵌入式的電信級(jí)全球眼視頻監(jiān)控方式，結(jié)合電信公司豐富的網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)規(guī)劃整個(gè)系統(tǒng)。 編解碼技術(shù) 當(dāng)我們將視頻和音頻模擬信號(hào)進(jìn)行采樣并分別進(jìn)行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，將這些視頻、音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化成為數(shù)字化的信息流。但這些數(shù)據(jù)流是不能直接進(jìn)行傳送和存儲(chǔ)。因?yàn)槲唇?jīng)壓縮的圖形、視頻和音頻數(shù)據(jù)需要非常大的存儲(chǔ)容量才能存儲(chǔ)。例如；用 PAL 制式采集的視頻信號(hào)在一般清晰度時(shí)要求 25 幀 /秒、 352 288 像素 /幀，彩色圖像每像素占用空間 24bit，則該數(shù)據(jù)流速度為 352 288 2524=60825kbit/s。顯然這樣龐大的數(shù)據(jù)流對(duì)大多數(shù)傳輸線路來(lái)說(shuō)是無(wú)法承受的，而且也是難以存儲(chǔ)的。 要進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，大 量的視頻數(shù)據(jù)就需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，這就需要在數(shù)據(jù)傳輸之前進(jìn)行編碼壓縮以減少數(shù)據(jù)量。從視頻壓縮編碼技術(shù)來(lái)看，新一代的基于對(duì)象的編碼標(biāo)準(zhǔn) MPEG4/ 目前是實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻圖像編解碼、壓縮、傳輸?shù)冗^(guò)程最適宜的編解碼技術(shù)。 首先 和傳統(tǒng)的 MPEG MPEG2和 相比，在交互性、抗誤碼性和壓縮比 上都具有巨大的優(yōu)勢(shì)。在交互性方面， MPEG4/ 采用的是基于對(duì)象的編 淮北網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)推廣技術(shù)建議書(shū) 4 碼，便于操作和控制對(duì)象；在抗誤碼性方面， MPEG4/ 提供了強(qiáng)壯性和可擴(kuò)展性，并且對(duì)其誤碼恢復(fù)技術(shù)（包括再同步，數(shù)據(jù)恢 復(fù)和錯(cuò)誤隱藏）都進(jìn)行了優(yōu)化；在壓縮方面，由于采用了基于對(duì)象的編碼方式，使得在編碼過(guò)程中能夠考慮到人對(duì)圖像信息的主觀感受以及人眼的視覺(jué)神經(jīng)特性 ， 給人們感興趣的對(duì)象分配較多的碼率，而一些諸如背景等人們感覺(jué)遲緩的對(duì)象分配較少的碼率，從而大大提高壓縮率。 MPEG4/ 在圖像質(zhì)量、錄像存儲(chǔ)容量、網(wǎng)絡(luò)傳輸、對(duì)圖像可以進(jìn)行交互操作等方面都具有巨大的優(yōu)勢(shì)。 （ 1）圖 像質(zhì)量方面， MPEG4/ 能實(shí)現(xiàn) QCIF\CIF\2CIF\4CIF 的顯示分辨率，圖像傳輸、時(shí)延較小，只有 250 毫秒左右，真正實(shí)現(xiàn)低帶寬、 高清晰、交互性強(qiáng)的視頻會(huì)議。在帶寬條件有限的情況下，采用 CIF 或者 QCIF的顯示分辨率，能夠確保圖像的穩(wěn)定傳輸；在帶寬條件富裕的情況下，可以進(jìn)一步提供圖像清晰度高、動(dòng)態(tài)特性更豐富的視頻會(huì)議系統(tǒng)。而出現(xiàn)于 1990 年代早期的\\+只能實(shí)現(xiàn) CIF(相當(dāng)于 VCD)畫(huà)質(zhì)， MPEG2 也具備實(shí)現(xiàn)QCIF\CIF\2CIF\4CIF 的顯示分辨率能力，但達(dá)到 4CIF 需要 6M 的帶寬，而且時(shí)延較大，單程時(shí)延達(dá)到 600－ 800 毫秒。下面是不同編解碼技術(shù)的在圖像、時(shí)延等方面的一個(gè)比較表： 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) \ 系列 MPEG2 MPEG4/ 分 辨 率 QCIF， CIF 相當(dāng)于 VCD水平 QCIF/CIF/2CIF/4CIF 相當(dāng)于 DVD水平 QCIF/CIF/2CIF/4CIF 相當(dāng)于 DVD 水平 碼 率 N*64K 64K8M 動(dòng)態(tài)特性 半動(dòng)態(tài) 全動(dòng)態(tài) 全動(dòng)態(tài) 編碼效率 低 較高， 2M碼率下， 達(dá)到 2CIF 分辨率 高， 2M碼率下， 達(dá)到 4CIF 分辨率 時(shí) 延 較小 較大， 單程時(shí)延 600 毫秒 較小， 單程時(shí)延 250毫秒 適用 范圍 傳統(tǒng)視頻應(yīng)用 廣播電視傳送 高清晰度視頻應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)視頻，流媒體應(yīng)用 淮北網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)推廣技術(shù)建議書(shū) 5 (2)存儲(chǔ)空間得到節(jié)省。在優(yōu)勢(shì)最明顯的存儲(chǔ)容量方面，采用 MPEG4/的視音頻全同步錄像所需的硬盤(pán)空間約為相同圖像質(zhì)量的 MPEG1或 MJPEG所需空間的 1/10，此外， MPEG4/ 因能根據(jù)場(chǎng)景變化自動(dòng)調(diào)整壓縮方法，故對(duì)靜止圖像、一般運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景、劇烈活動(dòng)場(chǎng)景均能保證圖像質(zhì)量不會(huì)劣化。 (3)在網(wǎng)絡(luò)傳輸方面，可以被廣泛利用的 帶寬一般都在 2M以下 ，在如此低的帶寬上傳輸視頻，正是 MPEG4/ 大顯身手的地方 。目前在低帶寬上傳輸活動(dòng)視頻的另一個(gè)解決方案就是采用 標(biāo)準(zhǔn)，盡管 也有較高的壓縮比，但是圖像質(zhì)量要差于 MPEG4/，特別使在動(dòng)態(tài)特性方面的表現(xiàn)相當(dāng)欠缺 。 (4)糾錯(cuò) 能力 方面， 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)傳輸有誤碼或丟包現(xiàn)象時(shí)， MPEG4/ 受的影響很小并且能夠迅速恢復(fù)；如在誤碼達(dá)到 1%時(shí)， MPEG1 已經(jīng)無(wú)法播放，而MPEG4/ 只會(huì)有輕微的邊緣模糊；再如當(dāng)網(wǎng)絡(luò)傳輸由瞬間丟包現(xiàn)象時(shí)，MPEG1 恢復(fù)至少需要 10多秒，而 MPEG4 只需要 1～ 3秒； 因此 MPEG4/ 編碼技術(shù)可 以達(dá)到兩個(gè)目標(biāo)：較低碼率下的高清晰度視頻內(nèi)容存儲(chǔ)和交互式多媒體通訊。 憑借以上對(duì)傳統(tǒng)編解碼技術(shù)的優(yōu)勢(shì)， MPEG4/ 標(biāo)準(zhǔn)在 20 世紀(jì) 90 年代末一經(jīng)推出，就迅速得到了廣泛應(yīng)用，成為新一代的遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)中的編碼標(biāo)準(zhǔn)。 因此，電信全球眼視頻監(jiān)控系統(tǒng)選擇 MPEG4/ 視頻編解碼技術(shù)。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 數(shù)字化遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，一般分為以下幾個(gè)部分： 淮北網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)推廣技術(shù)建議書(shū) 6 以下分別從這幾個(gè)方面介紹中國(guó)電信全球眼視頻監(jiān)控系統(tǒng)： 視 頻采集設(shè)備主要是完成視頻信號(hào)的采集功能，一般指攝像機(jī)，目前市場(chǎng)上有多種攝像機(jī)，從外形上看，一般有槍式攝像機(jī)、半球形攝像機(jī)、高速球、針孔攝像機(jī)，其中槍式攝像機(jī)和高速球應(yīng)用較多，中國(guó)電信將根據(jù)豐富的組網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，選用性價(jià)比較高的攝像機(jī)，并根據(jù)實(shí)際監(jiān)控場(chǎng)所選配相應(yīng)攝像機(jī)。 視頻編碼設(shè)備采用科達(dá)視頻編碼器，科達(dá)視頻編碼器為嵌入式的 MPEG－ 4編碼器，應(yīng)用在視頻監(jiān)控點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)，主要完成視頻圖像的編碼和傳輸功能，可與KDM2500或 KDM2501解碼器組成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)或與視頻監(jiān)控平臺(tái)組成集中 監(jiān)控系統(tǒng)。另外本系統(tǒng)還將現(xiàn)場(chǎng)告警信號(hào)采集、現(xiàn)場(chǎng)外設(shè)控制等功能整合到編碼器，使其具有較完備的前端工作能力?？七_(dá)編碼器具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）嵌入式設(shè)計(jì)，采用專用芯片和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，可靠性高 2）編碼效率高，圖像清晰且占用帶寬小。 3）提供 1路 10/100M 自適應(yīng)以太網(wǎng)接口 4）根據(jù)客戶前端需求，提供支持單路、雙路、四路視頻編碼型號(hào)，采用 MPEG4/ 編碼方式 6）支持各種控制接口（ RS232\RS422\RS485），中心點(diǎn)可遠(yuǎn)控?cái)z像機(jī)云臺(tái)等外設(shè)。 8）支持告警信號(hào)輸入和控制信號(hào)輸出 9）提供升級(jí)功能 ，可升級(jí)支持各種新編碼方式、新協(xié)議和新功能 視頻 采集 顯示 設(shè)備 控制 部分 傳輸 部分 編碼 部分 解碼 部分 存儲(chǔ) 部分 淮北網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)推廣技術(shù)建議書(shū) 7 即傳輸線路、接口，中國(guó)電信全球眼視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要建立覆蓋全國(guó)范圍的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將根據(jù)不同項(xiàng)目特點(diǎn)選用不同傳輸線路來(lái)實(shí)施。 視頻控制系統(tǒng)是整個(gè)視頻監(jiān)控的控制中心，位于電信公司，實(shí)現(xiàn)各監(jiān)控點(diǎn)數(shù)字圖像碼流的匯聚、分發(fā)與控制。通過(guò)全中文化圖像用戶界面，方便操作維護(hù)。根據(jù)要求，系統(tǒng)中視頻監(jiān)控主機(jī)一方面要把視頻信息送往錄像系統(tǒng)進(jìn)行錄像，為以后的調(diào)看、點(diǎn)播而存儲(chǔ)圖像。另一方面負(fù)責(zé)把視頻流送到解碼器進(jìn)行解碼，輸出到電視墻上顯示；同時(shí)接收 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)具有權(quán)限的用戶的點(diǎn)播，把未經(jīng)過(guò)解碼的音視頻信息送到該用戶的計(jì)算機(jī)上，由用戶的計(jì)算機(jī)解碼，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控圖像、聲音到桌面，領(lǐng)導(dǎo)以及相關(guān)工作人員的計(jì)算機(jī)登錄后觀看監(jiān)控圖像、進(jìn)行遠(yuǎn)端攝像機(jī)的操作等功能。 另外，配合 NMS 網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器，視頻控制系統(tǒng)還可以監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行配置管理、告警管理、權(quán)限管理、日志管理等功能。 、顯示系統(tǒng) 對(duì)于圖像的解碼、顯示，可以分為兩部分： （ 1）通過(guò)硬件解碼，上電視墻或其他顯示設(shè)備； （ 2）通過(guò)點(diǎn)播錄像用軟件解碼，直接在電腦顯示屏上觀看； 實(shí)現(xiàn)如下： 方法（ 1）配置 KDM2500 解碼器，用硬件方式解碼，輸出到電視墻上，配置數(shù)量可以按照客戶需求隨意增減。每個(gè)解碼器都有一個(gè) 10/100M 網(wǎng)絡(luò)接口，和一路復(fù)合視頻輸出接口。在本方案建議的系統(tǒng)中，由解碼器的 10/100M 網(wǎng)絡(luò)接口接入監(jiān)控中心的局域網(wǎng)，接收平臺(tái)送來(lái)的音視頻流，把信息流解碼后輸出到電視墻。 、 淮北網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)推廣技術(shù)建議書(shū) 8 第三章 安徽電信“全球眼”介紹 縮略語(yǔ) ULS User Login Server 用戶登錄服務(wù)器 AAA Service Manager Unit 業(yè)務(wù)管理單元 NMS Net Manager Server 網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器 NMC Net Manager Client 網(wǎng)絡(luò)管理客戶端 CMU Center Manager Unit 中心管理單元 VTDU Media Dispatch Unit 媒體分發(fā)單元 NRU Media Storage Unit 媒體存儲(chǔ)單元 PU Peripheral Unit 前端單元 PUI Peripheral Unit Interface 前端單元接口 CU Client Unit 客戶端單元 CUI Client Unit Interface 客戶端單元接口 淮北網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)推廣技術(shù)建議書(shū) 9 安徽電信“全球眼”中心平臺(tái)介紹 安徽電信全球眼視頻監(jiān)控中心服務(wù)平臺(tái)是一套高性能、高可靠性的電信級(jí)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。作為整個(gè)電信全球眼視頻監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)控制管理中心，是整套系統(tǒng)的核心設(shè)備。 中心服務(wù)平臺(tái)由 CMU、 VTDU、 NRU、 AAA 服務(wù)器幾部分組成。 CMU 為中心管理服務(wù)器，是中心服務(wù)平臺(tái)的核心單元，可實(shí)現(xiàn) PU、 CU 的接入、信令轉(zhuǎn)發(fā)處理、系統(tǒng)及其信息管理，提供對(duì) CMU 的用戶個(gè)性化數(shù)據(jù)、聯(lián)動(dòng)告警、操作日 志等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能； VTDU 為視頻轉(zhuǎn)分發(fā)單元，可實(shí)現(xiàn)音視頻請(qǐng)求、接收、轉(zhuǎn)發(fā)、分發(fā)，支持多級(jí)級(jí)聯(lián)，并可實(shí)現(xiàn)分布式部署； NRU 為網(wǎng)絡(luò)錄像服務(wù)器，可實(shí)現(xiàn)視頻存儲(chǔ)、檢索，回放，可實(shí)現(xiàn)分布式部署； AAA 服務(wù)器為用戶認(rèn)證 /授權(quán) /記帳服務(wù)器。 從各監(jiān)控前端視頻編