【文章內(nèi)容簡介】 視功能。根據(jù)監(jiān)控點的現(xiàn)場地理位置和周邊的建筑物情況，在前端配置高清攝像機。全天24小時均可在監(jiān)控中心、監(jiān)控室觀察到前端現(xiàn)場的實時畫面。 圖像顯示功能：圖像能在監(jiān)視器 /顯示器上進行固定或時序輪流顯示， 并能切換、記錄、回放、字幕疊加等處理；市局能夠通過監(jiān)視器選擇顯示所有圖像，或通過計算機顯示所有圖像。 控制權(quán)限分配功能：監(jiān)控中心的視頻資源管理服務(wù)器結(jié)合矩陣設(shè)置，進 行總的權(quán)限的分配設(shè)置和管理。在矩陣鍵盤的操作中，權(quán)限 按現(xiàn)場控制級別最高。 圖像存儲功能：各級中心配備磁盤陣列，全天不間斷地記錄監(jiān)控點的圖 像，保存所有監(jiān)控點 15天內(nèi)的錄像資料，可提供本地和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)查詢、回放和下載。 電子地圖操作功能：基本操作：放大、縮小、漫游、點選查詢屬性等。 例如，具有權(quán)限的操作者能夠方便地通過點擊攝像點來查詢該攝像點的屬性，如：攝像點的編號；攝像機的型號；安裝的具體位置等。監(jiān)控相關(guān)功能：選擇地圖上有攝像機標(biāo)志的位置，可以查看該攝像機的屬性、播放實時視頻等。 視頻資源管理功能：系統(tǒng)能夠?qū)σ曨l資源進行管理，包括視頻資源 自動 分配、用戶訪問控制、用戶權(quán)限優(yōu)先級控制等功能。 7 / 80 南車青島四方視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案 發(fā)布功能：系統(tǒng)能過提供 WEB發(fā)布， WEB發(fā)布客戶端不限客戶 端數(shù)，與市局治安監(jiān)控系統(tǒng)平臺融合 日志管理功能：系統(tǒng)能夠?qū)ο到y(tǒng)運行、用戶登錄及操作、設(shè)備告警等信 息形成日志。 設(shè)備網(wǎng)管功能：實現(xiàn)在線監(jiān)測、故障自動告警及定位。 . 前端設(shè)備部分 前端接入模塊主要完成圖像的生成和處理，它主要由紅外云臺一體化攝像機、室外網(wǎng)絡(luò)高清槍機 、球機、室外立桿、室外防雨設(shè)備箱、防雷接地、傳輸模塊和電源等組成。 前端接入部分示意圖： 前端設(shè)備集圖像高清采集和視頻編碼于一體，該設(shè)備直接影響視頻最終的顯示效果和網(wǎng)絡(luò)傳輸速率。 發(fā)端速率控制技術(shù) 8 / 80 南車青島四方視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案 在視頻監(jiān)控系統(tǒng)媒體流傳輸協(xié)議設(shè)計中，對于實時性要求較高的視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)來說，因為TCP 方式重傳造成的時延是不能承受的，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采用 UDP 包來傳輸實時的視頻業(yè)務(wù)。但是， UDP 包沒有提供 擁塞控制和質(zhì)量保證的機制，不管網(wǎng)絡(luò)狀況是否變化，始終保持同樣的速率發(fā)送 UDP 包，在低帶寬情況下，容易造成網(wǎng)絡(luò)阻塞，導(dǎo)致丟包現(xiàn)象，致使視頻內(nèi)容丟失。 為了解決 UDP 本身的技術(shù)缺陷，在系統(tǒng)媒體傳輸協(xié)議設(shè)計中，在 UDP的上層加上擁塞控制的機制，調(diào)整視頻編碼的速率，使其適應(yīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬的變化。 抽幀策略管理技術(shù) 現(xiàn)場監(jiān)控目標(biāo)的變化，編碼器上傳的碼流也隨之變化，監(jiān)控目標(biāo)變化的范圍越大，上傳的碼流就越大，由于現(xiàn)場運動圖像的急劇增大，使得編碼器的碼流突然增多，在 IP 網(wǎng)絡(luò)上行帶寬一定的情況下，將引起丟包現(xiàn)象。碼流 控制技術(shù)將直接影響監(jiān)控視頻的畫面效果，碼流控制是視頻編碼中一個重要的問題。 為了解決這個問題，在系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計中，增加了針對前端設(shè)備碼流控制技術(shù)，在現(xiàn)場運動圖像的急劇增大的情況下，系統(tǒng)采取抽幀策略，優(yōu)先上傳關(guān)鍵幀，降低編碼器輸出的碼流，避免造成丟包現(xiàn)象，同時保持監(jiān)控中心視頻的流暢性。 打包策略控制技術(shù) 在 IP 網(wǎng)絡(luò)通信中，物理層要限制每次發(fā)送數(shù)據(jù)幀的最大長度，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層接收到要發(fā)送的數(shù)據(jù)報時，將判斷向本地哪個端口發(fā)送該數(shù)據(jù)報，并查詢該端口的 MTU，在網(wǎng)絡(luò)層將 MTU與該數(shù)據(jù)報長度進行比較，如果該數(shù)據(jù)報長度 超過 9 / 80 南車青島四方視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案 MTU 規(guī)定的最大值，則需要對該數(shù)據(jù)報進行分片處理，滿足該數(shù)據(jù)報能夠通過該端口的需要。分片可以由發(fā)送端或中間路由器執(zhí)行，但是過多的 IP分片會導(dǎo)致如下兩個問題： 第一、分片的獨立性導(dǎo)致這些片到達目的端時有可能會失序，在監(jiān)控業(yè)務(wù)中，可能導(dǎo)致畫面效果降低、音視頻不同步等問題； 第二、如果對數(shù)據(jù)報分片的是中間路由器，不是發(fā)送端（編碼器），那么發(fā)送端就無法知道數(shù)據(jù)報是如何被分片的，當(dāng)一片數(shù)據(jù)丟失，發(fā)送端無法重傳丟失的數(shù)據(jù)片，只 能重傳整個數(shù)據(jù)報或?qū)⒄麄€數(shù)據(jù)報丟棄，增加傳輸網(wǎng)絡(luò)壓力或者數(shù)據(jù)丟失。 為解決上述問題，在系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計中，增加了針對前端設(shè)備打包策略控制技術(shù)，系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)端口 MTU，控制發(fā)送端（編碼器）發(fā)送數(shù)據(jù)報的大小，能夠正常通過目標(biāo)端口，避免通過數(shù)據(jù)報分片處理造成視頻質(zhì)量降低、網(wǎng)絡(luò)阻塞等問題。 排序去抖控制技術(shù) 延遲抖動 (delay jitter)定義為 “抖動是對連續(xù)接收的數(shù)據(jù)包之間延遲差值的加權(quán)平均值。 ” 在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，抖動指的是包抖動而非位抖動。當(dāng)數(shù)據(jù)包到達目的地時，數(shù)據(jù)流中的連續(xù)包必須以恒定的時間間隔到達（ 德爾塔時間）。如果數(shù)據(jù)包之間的德爾塔時間不恒定，即被視為抖動，抖動的數(shù)據(jù)包數(shù)量超過一定值后，圖像質(zhì)量就會受到影響。這一數(shù)值取決于接收設(shè)備上相關(guān)的抖動緩沖器，抖動緩沖器用于為接收的視頻數(shù)據(jù)包提供緩沖，并 “平滑 ”處理接收到的包與包之間的延遲時間，再將數(shù)據(jù)包傳送至解碼器，在顯示設(shè)備上輸出。在數(shù) 10 / 80 南車青島四方視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案 據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)包傳輸以盡力而為的機制進行， IP 數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中完全獨立傳輸，不能保證可靠的數(shù)據(jù)傳輸，各數(shù)據(jù)包到達目的端可能會失序。 為了 解決上述問題，在系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計中，系統(tǒng)設(shè)置了排序緩沖區(qū)，對到達的數(shù)據(jù)包進行排序處理，經(jīng)過排序處理后的數(shù)據(jù)包再按照一定的時間順序傳送給解碼器進行解碼處理，能夠有效地處理抖動問題，為用戶展現(xiàn)清晰、流暢的視頻效果。 智能視頻路由技術(shù) 系統(tǒng)支持單播、組播以及多級轉(zhuǎn)發(fā)功能。 單播（ Unicast）：主機之間 “一對一 ”的通訊模式，網(wǎng)絡(luò)中的交換機 和路由器對數(shù)據(jù)只進行轉(zhuǎn)發(fā)不進行復(fù)制。如果 10 個客戶機需要相同的數(shù)據(jù)，則服務(wù)器需要逐一傳送，重復(fù) 10 次相同的工作。但由于其能夠針對每個客戶的及時響應(yīng)，所以此類協(xié)議主 要應(yīng)用在響應(yīng)要求高的監(jiān)控場合中。網(wǎng)絡(luò)中的路由器和交換機根據(jù)其目標(biāo)地址選擇傳輸路徑，將 IP 單播數(shù)據(jù)傳送到其指定的目的地。 組播 (Multicast)：主機之間 “一對一組 ”的通訊模式，也就是加入了同 一個組的主機可以接受到此組內(nèi)的所有數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中的交換機和路由器只向有需求者復(fù)制并轉(zhuǎn)發(fā)其所需數(shù)據(jù)。主機可以向路由器請求加入或退出某個組，網(wǎng)絡(luò)中的路由器和交換機有選擇的復(fù)制并傳輸數(shù)據(jù)，即只將組內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸給那些加入組的主機。這樣既能一次將數(shù)據(jù)傳輸給多個有 11