【文章內(nèi)容簡介】 位：如學生容易集中的場所（廣場、會場、運動場等）。 學校安全防范技術(shù)設施基本配置表 1 表 1 學校安全防范技術(shù)設施基本配置表 序號 項目 安裝區(qū)域或覆蓋范圍 高等院校配置要求 中學、小學、幼 兒園配置要求 1 視頻安防監(jiān)控系統(tǒng) 攝像機 學校外圍道路交叉口 宜設 宜設 2 學校出入口及主要通道 應設 應設 3 學生宿舍（公寓）樓出入口 應設 應設 4 學生宿舍（公寓）樓公共走廊 宜設 宜設 5 電梯轎廂 應設 應設 6 財務室 應設 應設 7 食堂膳食廳 應設 應設 8 重點實驗室、試卷室、危險品儲藏室 應設 應設 9 計算機教室 宜設 宜設 10 圖書館、檔案館 宜設 宜設 11 體育場（館）、體育場制高點 應設 宜設 12 停車庫 (場 )出入口及庫內(nèi) 應設 宜設 13 廣播（電視）臺、網(wǎng)絡中心 宜設 宜設 14 監(jiān)控中心 應設 應設 15 控制裝置、存儲記錄和顯示設備 監(jiān)控中心 應設 應設 16 入侵報警系統(tǒng) 入侵探測器 學校周界圍墻、柵欄等屏障處 應設 應設 17 圖書館、檔案館、廣播（電視）臺、網(wǎng)絡中心、計算機教室 宜設 宜設 18 財務室 應設 應設 19 重點實驗室、危險品儲藏室 應設 應設 20 食堂儲藏間及操作間 宜設 宜設 21 鍋爐房、配電房、水泵房、油庫 宜設 宜設 22 緊急報警裝置 監(jiān)控中心 應設 應設 23 財務室 應設 應設 24 門衛(wèi) 應設 應設 25 電子巡查系統(tǒng) 巡查設 備 重要區(qū)域和部位 應設 應設 26 出入口控制系統(tǒng) 門禁管理設 備 計算機教室 宜設 宜設 27 重點實驗室、危險品儲藏室 宜設 宜設 28 圖書館、檔案館 宜設 宜設 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基于 嵌入式 網(wǎng)絡硬盤錄像機的 XX 縣教育機構(gòu) 安全防范 系統(tǒng)，納入監(jiān)控范圍的 教學機構(gòu)為 28 家 ， 由 XX 縣教育局統(tǒng)一規(guī)劃 實施 。系統(tǒng)可按多級組網(wǎng)的方式，形成大規(guī)模的監(jiān)控網(wǎng)絡。 根據(jù) XX 縣教育局本次 安全防范 系統(tǒng)工程的具體情況，系統(tǒng)由多級子系統(tǒng)組成， 每個 學校內(nèi) 設置一個 獨立的監(jiān)控子系統(tǒng) ；經(jīng)系統(tǒng)授權(quán)后，通過數(shù)字監(jiān)控網(wǎng)絡平臺實時點播、遠程控制 學校 相關(guān)部位的監(jiān)控圖像，并能實現(xiàn)歷史圖像資源的回放。 如 前所述，根據(jù) 教育行業(yè)的應用特點及管理模式， XX 縣各教育機構(gòu)視頻 監(jiān)控系統(tǒng)由主控中心（調(diào)度中心）、監(jiān)控前端以及傳輸網(wǎng)絡設備構(gòu)成。 其中，主控中心主要包括 嵌入式數(shù)字硬盤錄像主機、 監(jiān)控管理 主機 、 網(wǎng)絡傳輸部分 以及網(wǎng)絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)應用軟件 組成 。 各學校 監(jiān)控前端部分包 紅外槍式攝像機、紅外 一體球形云臺設攝像機 、視頻及電源傳輸 單元等。 監(jiān)控中心可實施對 學校內(nèi) 監(jiān)控設備的管理、 報 警信息的查詢、圖像瀏覽和控制等功能。 考慮到 教育 系統(tǒng)建設的階段性特點，基于 嵌入式網(wǎng)絡硬盤 錄像機的 XX 縣教育機構(gòu) 安全防范 系統(tǒng)具備良好的可擴展性。各 功能部分采用模塊化結(jié)構(gòu)，非常易于擴容、組網(wǎng)方便、配置靈活，并具有良好的用戶接口。 ? 系統(tǒng)各項功能和運行狀態(tài)不受擴建影響； ? 系統(tǒng)具備多級組網(wǎng)能力 ，能 組建全 縣、全市甚至全省 的監(jiān)控網(wǎng)絡。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下頁圖所示： 系統(tǒng)接入方式 本系統(tǒng)采用模擬和數(shù)字相結(jié)合的方式。前端圖像采集采用模擬方式為主，保證監(jiān)控點圖像實時、清晰，滿足 錄像監(jiān)控 要求；并可通過 數(shù)字解碼方式 將 數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為 模擬方式 輸出到監(jiān)控電視墻。 數(shù)字硬盤錄像機 控制主機 服 務 層 上傳數(shù)據(jù) 下載數(shù)據(jù) 應 用 層 食堂消費等 圖書館借書 門禁 機房 公共區(qū)域 重點區(qū)域 系統(tǒng)拓撲圖 系統(tǒng)工作原理 安裝在各校區(qū) 的前端 攝像機把圖像信號攝入后，經(jīng)視頻線將視頻信號送入設置在 學校內(nèi) 的嵌入式網(wǎng)絡硬盤錄像機和監(jiān)視器以做顯示、記錄、保存。 數(shù)字錄像機將視頻信號采集壓縮后，將壓縮的數(shù)字圖像信號保存在硬盤上，網(wǎng)絡圖像由帶視頻傳輸服務功能的嵌入式網(wǎng)絡硬盤錄像機將視頻信號數(shù)字化壓縮編碼后送入局域網(wǎng)，局域網(wǎng)上的授權(quán)電腦通過 IP 方式可在局域網(wǎng)上遠程查看錄像資料，并可以截取或備份，錄像資料保存的時間由硬盤錄像機硬盤容量決定。 客戶機通過管理服務器的認證后，實現(xiàn)對遠程數(shù)字硬盤錄像機的訪問，控制監(jiān)控系統(tǒng)的前端攝像機、云臺、鏡頭等，數(shù)據(jù)瀏覽權(quán)限通過管理 服務器分配。 監(jiān)控 中心 的 控制信號經(jīng)控制鍵盤、 局域網(wǎng) 傳送到前端，控制前端攝像機的云臺和鏡頭。 監(jiān)控中心的視頻管理服務器通過建立一個數(shù)據(jù)庫，可以將系統(tǒng)中所有用數(shù)據(jù) 方式來表示的內(nèi)容存放在這個關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，如攝像機的分別情況及與監(jiān)控點的關(guān)系，用戶的名稱、密碼、權(quán)限及其他相關(guān)屬性，操作日志信息，以及其他需要管理的數(shù)據(jù)。 監(jiān)控中心的報警管理主機通過網(wǎng)絡可獲取 學校 的非法入侵報警、視頻信號丟失報警、硬盤故障報警等各類報警信息，同時還有報警地點（ IP 地址 /IP 地址及通道號）、報警發(fā)生時間、報警聯(lián)動圖像信號等信息。 在取得遠程 的報警信息后，報警管理主機可以進行各種報警處理，如各種類型的報警提示方式（如聲音提示等）、報警事件的記錄與檢索（聯(lián)動錄像資料的回放）、電子地圖方式報警顯示等處理功能。 第 2 節(jié) 關(guān)鍵技術(shù)闡述 XX 縣教育局 安全防范系統(tǒng)項目是一個大型的監(jiān)控系統(tǒng)工程，系統(tǒng)設備分布距離較廣，而且需要安裝 安全防范系統(tǒng) 的 學校 的數(shù)量將會不斷的增加，相對密度較大。對這樣的系統(tǒng)，監(jiān)控不是問題的關(guān)鍵，關(guān)鍵的問題是能結(jié)合 學校 的實際情況，進行科學、合理的管理和應用策略上。因此，在關(guān)鍵技術(shù)問題上采用什么方式來解決，就顯得非常重要了。 視頻數(shù)字 壓縮技術(shù) 目前視頻數(shù)字壓縮技術(shù)較多，而且發(fā)展速度較快， 主要有 MPEG MPEG4和 等三種標準。在本次的安全防范系統(tǒng)中， 我們 所 選擇 的是 技術(shù) 上 成熟、壓縮 更 高的 技術(shù)。 MPEG1 為第一代數(shù)字視頻壓縮技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)基本淘汰。 MPEG4 標準主要應用于視像電話 (videophone)，視像電子郵件 (Video Email)和電子新聞 (Electronic news)等，其傳輸速率要求較低，在 480064000bits/sec 之間，分辨率為 320 240 或 176 144。 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 ； 與 MPEG1 和MPEG2 相比， MPEG4 的特點是其更適于交互 AV 服務以及遠程監(jiān)控。 MPEG4是第一個使你由被動變?yōu)橹鲃?（ 不再只是觀看，允許你加入其中，即有交互性 ） 的動態(tài)圖 像 標準；它的另一個特點是其綜合性 。 是由 ISO/IEC 與 ITUT 組成的聯(lián)合視頻組 (JVT)制定的新一代視頻壓縮編碼標準。 又名 “ MPEG4 AVC（ Advanced Video Coding） ” 。 的數(shù)據(jù)壓縮率 是 MPEG2（ DVD 標準） 的 2 倍以上 、 MPEG4 的 倍以上。作為 MPEG4標準的第 10 個選項；在 ITUT 中正式命名為 標準。 標準的推出，是視頻編碼標準的一次重要進步，它與現(xiàn)有的 MPEGMPEG4 SP 及 相比，具有明顯的優(yōu)越性，特別是在編碼效率上的提高，使之能用于許多新的領域。 的主要優(yōu)點如下 ： 1) 在相同的重建圖像質(zhì)量下， 比 MPEG4(SP)減小 50%碼率。 2) 對信道時延的適應性較強，既可工作于低時延模式以滿足實時業(yè)務，如會議電視等；又可工作于無時延限制的場合，如視頻 監(jiān)控 存儲 、遠程傳輸 等。 3) 提高網(wǎng)絡適應性，采用 “網(wǎng)絡友好 ”的結(jié)構(gòu)和語法，加強對誤碼和丟包的處理，提高解碼器的差錯恢復能力。 4) 在編 /解碼器中采用復雜度可分級設計，在圖像質(zhì)量和編碼處理之間可分級，以適應不同復雜度的應用。 5) 相對于先期的視頻壓縮標準， 引入了很多先進的技術(shù)，包括 44整數(shù)變換、空域內(nèi)的幀內(nèi)預測、 1/4 象素精度的運動估計、多參考幀與多種大小塊的幀間預測技術(shù)等。新技術(shù)帶來了較高的壓縮比，同 時大大提高了算法的復雜度。 6) 44 整數(shù)變換 ： 以前的標準，如 MPEG4，都是采用 8x8 的 DCT 變換。 中建議的整數(shù)變換實際上接近于 44 的 DCT 變換，整數(shù)的引入降低了算法的復雜度，也避免了反變換的失配問題， 44 的塊可以減小塊效應。而 的 44 整數(shù)變換進一步降低了算法的復雜度，而且整個變換無乘法，只需加法和一些移位運算。新的變換對編碼的性能幾乎沒有影響，而且實際編碼略好一些。 7) 基于空域的幀內(nèi)預測技術(shù) ： 視頻編碼是通過去除圖像的空間與時間相關(guān)性來達到壓縮的目的?？臻g相關(guān)性通過有效的變換來去除，如 DCT 變換、 的整數(shù)變換；時間相關(guān)性則通過幀間預測來去除。這里所說的變換去除空間相關(guān)性，僅僅局限在所變換的塊內(nèi)，如 88或者 44，并沒有塊與塊之間的處理。 +與 MPEG4 引入了幀內(nèi)預測技術(shù)，在變換域中根據(jù)相臨塊對當前塊的某些系數(shù)做預測。 則是在空域中，利用當前塊的相臨象素直接對每個系數(shù)做預測，更有效地去除相臨塊之間的相關(guān)性，極大地提高了幀內(nèi)編碼的效率。 8) 基本部分的幀內(nèi)預測包括 9 種 44 亮度塊的預測、 4 種 1616 亮度塊的預測和 4 種色度塊的預測。 9) 運動估計 ： 的運 動估計具有 3 個新的特點： 1/4 象素精度的運動估計； 7 種大小不同的塊進行匹配；前向與后向多參考幀。 10) 在幀間編碼中，一個宏塊 (1616)可以被分為 16 81 88 的塊，而 88 的塊被稱為子宏塊，又可以分為 8 4 44 的塊?？傮w而言，共有 7 種大小不同的塊做運動估計，以找出最匹配的類型。與以往標準的 P 幀、B 幀不同， 采用了前向與后向多個參考幀的預測。半象素精度的運動估計比整象素運動估計有效地提高了壓縮比，而 1/4 象素精度的運動估計可帶來更好的壓縮效果。 11) 編碼器中運用多種大小不 同的塊進行運動估計，可節(jié)省 15%以上的比特率 (相對于 1616 的塊 )。運用 1/4 象素精度的運動估計，可以節(jié)省 20%的碼率 (相對于整象素預測 )。多參考幀預測方面，假設為 5 個參考幀預測，相對于一個參考幀，可降低 5%～ 10%的碼率。以上百分比都是統(tǒng)計數(shù)據(jù)，不同視頻因其細節(jié)特征與運動情況而有所差異。 12) 熵編碼 ： 標準采用的熵編碼有兩種：一種是基于內(nèi)容的自適應變長編碼 (CAVLC)與統(tǒng)一的變長編碼 (UVLC)結(jié)合；另一種是基于內(nèi)容的自適應二進制算術(shù)編碼 (CABAC)。 CAVLC 與 CABAC 根據(jù)相臨塊的情況進行 當前塊的編碼，以達到更好的編碼效率。 CABAC 比 CAVLC 壓縮效率高，但要復雜一些。 13) 去塊效應濾波器 ： 標準引入了去塊效應濾波器，對塊的邊界進行濾波，濾波強度與塊的編碼模式、運動矢量及塊的系數(shù)有關(guān)。去塊效應濾波器在提高壓縮效率的同時，改善了圖像的主觀效果。 數(shù)字硬盤錄像機技