【導(dǎo)讀】硚口區(qū)城管局電子執(zhí)法監(jiān)控系統(tǒng)。武漢電信系統(tǒng)集成分公司。城管執(zhí)法視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　

【正文】 雜異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，任意系統(tǒng)都可作為另一個(gè)系統(tǒng)的子系統(tǒng)，多級(jí)系統(tǒng)級(jí)聯(lián)可以滿足分布式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的需要 ? 多種網(wǎng)絡(luò)接入方式： 支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持動(dòng) 、靜 態(tài) IP，前端產(chǎn)品通過(guò) 以太網(wǎng) 接入網(wǎng)絡(luò)，支持 電信 CDMA 1X 無(wú)線傳輸 ? 分布式存儲(chǔ)管理： 采用分布式存儲(chǔ)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的層次化、網(wǎng)絡(luò)化，具有計(jì)劃、聯(lián)動(dòng)、手動(dòng)等多種錄像方式，錄像檢索和回放方便快捷 ? 并 發(fā)視頻直播： 支持單播 /組播 /多播，多畫面遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有分組輪跳功能 ? 雙向語(yǔ)音通信： 可在任意一個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端對(duì)前端控制點(diǎn)位進(jìn)行音頻對(duì)講或廣播 ? 聯(lián)動(dòng)報(bào)警管理： 報(bào)警事件發(fā)生后，系統(tǒng)可自動(dòng)觸發(fā)一系列預(yù)設(shè)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)智能化 ? 虛擬網(wǎng)絡(luò)矩陣： 可任意綁定前端監(jiān)控點(diǎn)和視頻解碼器，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣，控制電視墻實(shí)時(shí)監(jiān)控和分組切換 ? 分級(jí)用戶管理： 根據(jù)不同需要設(shè)定各級(jí)用戶，使用不同權(quán)限訪問(wèn)城管執(zhí)法視頻監(jiān)控系統(tǒng)（系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案） 32 不同資源 ? 網(wǎng)絡(luò)安全管理： 采用 CHAP 協(xié)議認(rèn)證和 DES 加密進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)，保證網(wǎng)絡(luò)通信安全可靠 ? WEB 瀏覽： 授權(quán)用戶可以隨時(shí)隨地通過(guò) IE 瀏覽器實(shí) 時(shí)觀看系統(tǒng)內(nèi)的視頻資源，并可進(jìn)行相應(yīng)權(quán)限的資源管理 二 、系統(tǒng)技術(shù)特色 核心技術(shù) 多媒體應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)是目前最新的 視頻 格式標(biāo)準(zhǔn)之一。完整的 是一個(gè)多媒體通信的框架和規(guī)范協(xié)議，其中的視頻編碼算法的設(shè)計(jì)思想是在 基于視頻內(nèi)容編碼等技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供 極低帶寬和可變輸出碼率（ 10Kbit/s到 1Mbit/s）的條件下提供盡可能好的圖象質(zhì)量 。 多點(diǎn)通信 通過(guò)實(shí)現(xiàn)組播技術(shù)增強(qiáng)了傳統(tǒng) IP 網(wǎng)上的多點(diǎn)通信模式，為三網(wǎng)融合提供了通信基礎(chǔ)，并且研究了可靠組播技術(shù)（ Reliable Multicast）和分層組播技術(shù)，在三網(wǎng)融合的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)和新興業(yè)務(wù)在統(tǒng)一應(yīng)用平臺(tái)上的綜合。 實(shí)時(shí)傳輸和 QoS 技術(shù) 研究和實(shí)現(xiàn)了 RTP/RTSP（實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議），實(shí)現(xiàn)了多媒體信息在IP 網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)時(shí)通信，為實(shí)時(shí)交互提供了通信基礎(chǔ)；利用時(shí)間戳等技術(shù)研究和實(shí)現(xiàn)了減小多媒體信息傳輸延遲抖動(dòng)和丟失的質(zhì)量保證城管執(zhí)法視頻監(jiān)控系統(tǒng)（系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案） 33 方法；研究和實(shí)現(xiàn)通信量整形和排隊(duì)技術(shù)，提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量的保證手段。 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái) 實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)編碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在多種網(wǎng)絡(luò)條件下的自適應(yīng)編碼和傳輸，提供異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的手段。 嵌入 式系統(tǒng) 芯片技術(shù)、 DSP 技術(shù)、 RTOS 的發(fā)展使得傳統(tǒng)需要一臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的功能在一塊嵌入式板子上就可滿足。嵌入式監(jiān)控前端以最小化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控所需功能，刨除了不必要的硬件設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)的成本大大降低，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可維護(hù)性大大提升。 視頻流模式 根據(jù)用戶在多級(jí)監(jiān)控體系結(jié)構(gòu)中所處的物理位置的不同，可以采用以下多種模式，而在大部分應(yīng)用中，由于系統(tǒng)中存在各種用戶，通常是多種模式的結(jié)合使用。 監(jiān)控服務(wù)器單播轉(zhuǎn)發(fā)模式 在這種模式下，用戶若想監(jiān)看某個(gè)監(jiān)控點(diǎn)時(shí)，并不是直接連接到前端網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器 接收數(shù)據(jù)，除了局域 網(wǎng)環(huán)境，一般情況下 前端網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器 的出口帶寬很寶貴，如果 N 個(gè)人同時(shí)連到 前端網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器 監(jiān)看，則會(huì)占用 N 份出口帶寬；而在本模式下， 前端網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器 的數(shù)據(jù)是直接發(fā)送到監(jiān)控服務(wù)器的，且每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)只會(huì)發(fā)出一份數(shù)據(jù)，用戶登陸監(jiān)控服務(wù)器，從監(jiān)控服務(wù)器接收監(jiān)控服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)的城管執(zhí)法視頻監(jiān)控系統(tǒng)（系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案） 34 單播數(shù)據(jù)，這樣不管有多少人實(shí)時(shí)監(jiān)看，每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)只會(huì)占用一份出口帶寬；并且在監(jiān)控服務(wù)器和 前端網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器 之間提供了控制機(jī)制，對(duì)于某個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，如果沒有用戶在監(jiān)看， 前端網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器 會(huì)停止輸出到監(jiān)控服務(wù)器的數(shù)據(jù)，最大程度節(jié)省帶寬。 監(jiān)控服務(wù)器組 播轉(zhuǎn)發(fā)模式 本模式和 (1)基本類似，差別在于對(duì)于 (1)，對(duì)于每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，監(jiān)控服務(wù)器需要實(shí)現(xiàn) 1－ N 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)（ N 表示同時(shí)在線觀看此監(jiān)控點(diǎn)的用戶數(shù)），而對(duì)于本模式，監(jiān)控服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā) 1 份組播數(shù)據(jù)，對(duì)于和監(jiān)控服務(wù)器在同一個(gè)局域網(wǎng)的用戶，可以直接接收組播數(shù)據(jù)，無(wú)論有多少用戶在監(jiān)看，監(jiān)控服務(wù)器只轉(zhuǎn)發(fā)一份數(shù)據(jù)。 本地模式 對(duì)于某個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，如果和監(jiān)控點(diǎn)在同一層次（同一局域網(wǎng)內(nèi)）的用戶在監(jiān)看，如果還采用 (1)或 (2)模式，則反而多占用了出口帶寬，這個(gè)時(shí)候用戶可以直接連接到 前端網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器 接收單播 /組播數(shù)據(jù)，服務(wù)器提供 權(quán)限控制和監(jiān)控點(diǎn)信息發(fā)布。 算法的實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì) VBR 和 CBR 模式 VBR：即基于品質(zhì)的模式。當(dāng)使用這種模式時(shí)，所有的幀不管他們的狀態(tài)如何都?jí)嚎s到相同的品質(zhì)，即圖像損失率一致。它能保證全部幀的質(zhì)量是一致的，當(dāng)它不控制編碼輸出碼率，對(duì)于場(chǎng)景運(yùn)動(dòng)變化比較大的情況，編碼輸出碼率變化幅度會(huì)很大。這種模式比較適合于城管執(zhí)法視頻監(jiān)控系統(tǒng)（系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案） 35 視頻編輯或者對(duì)圖像質(zhì)量要求很高而帶寬不受限制的應(yīng)用。 CBR：即恒定碼流模式。編碼器會(huì)根據(jù)用戶指定的碼率進(jìn)行編碼，為了保持相對(duì)恒定的碼流，對(duì)于運(yùn)動(dòng)變化大的場(chǎng)景，編碼器會(huì)降低視頻質(zhì)量以降低碼 率，對(duì)于比較靜止的場(chǎng)景，編碼器會(huì)在不超過(guò)指定碼率的情況下盡可能提高視頻質(zhì)量。這種模式比較適合于網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸應(yīng)用。 CBR 的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度比 VBR 要高很多，而且實(shí)現(xiàn)算法的不同對(duì)碼流控制的效果差異也很大，國(guó)內(nèi)大部分廠家目前未實(shí)現(xiàn) CBR模式或者只是作了一些簡(jiǎn)單控制。 核心算法采用匯編程序 H． 264 算法中壓縮比越高算法復(fù)雜度越大，一般的嵌入式平臺(tái)主處理器的處理能力不會(huì)很高，所以為了能夠達(dá)到每路 25 幀 /秒，壓縮比就不會(huì)很高。而我們將 H． 264 算法的核心部分全部使用匯編語(yǔ)言編寫（標(biāo)準(zhǔn)算法使用 C 語(yǔ)言編寫），使系統(tǒng)的處 理效率提高了 30％，這使得我們的系統(tǒng)能夠提供更高質(zhì)量的視頻。 預(yù)處理和后處理 預(yù)處理：在編碼之前消除原始圖像中的“污跡”、“雪花”或“毛邊”，也就是所謂的“視頻噪聲”。 后處理： H． 264解碼器增加了 Deblocking（去除塊效應(yīng)）功能。 網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延控制 對(duì)于實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用，等待時(shí)間和抖動(dòng)必須保持在一定的限度內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)建議可接受質(zhì)量的單向最大延遲是 400ms（網(wǎng)絡(luò)傳輸本身延遲不包括在內(nèi)）。對(duì)于音視頻需要同步的應(yīng)用，必須限制視頻相對(duì)于音頻城管執(zhí)法視頻監(jiān)控系統(tǒng)（系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案） 36 的延遲。監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)做到單向延遲小于 100ms，在國(guó)內(nèi)同 類產(chǎn)品中絕對(duì)領(lǐng)先。 網(wǎng)絡(luò)傳輸差錯(cuò)控制 網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性會(huì)經(jīng)常導(dǎo)致視頻包的丟失，丟失一幀數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致后續(xù)若干幀解碼錯(cuò)誤，導(dǎo)致 “ 馬賽克 ” 現(xiàn)象。 我們?cè)趥鬏攲油ㄟ^(guò)獨(dú)有的差錯(cuò)檢測(cè)、錯(cuò)誤隔離、限制延遲重發(fā)、強(qiáng)制恢復(fù)等一系列差錯(cuò)控制技術(shù)，使得 “ 馬賽克 ” 現(xiàn)象盡可能少。 網(wǎng)絡(luò)帶寬自適應(yīng)調(diào)整 在網(wǎng)絡(luò)帶寬經(jīng)常變動(dòng)的信道中，使編碼率與信道帶寬相匹配很重要，監(jiān)控系統(tǒng)中采用的算法可以實(shí)時(shí)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)帶寬的擁塞程度，并可以動(dòng)態(tài)對(duì)編碼器進(jìn)行碼流整形，調(diào)整輸出碼率以匹配網(wǎng)絡(luò)帶寬。 系統(tǒng)特點(diǎn) 穩(wěn)定可靠 視頻服務(wù)器 采用先進(jìn) 的嵌入式硬件設(shè)計(jì)和嵌入式操作系統(tǒng)，設(shè)備體積小，視頻處理速度快，穩(wěn)定性高，全天 24 小時(shí)現(xiàn)場(chǎng)工作；可以遠(yuǎn)程對(duì)系統(tǒng)軟件升級(jí)；該設(shè)備有自動(dòng)恢復(fù)功能，當(dāng)前端發(fā)生掉電加電后，可自動(dòng)啟動(dòng)，無(wú)需人工維護(hù)。 網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化 網(wǎng)絡(luò) 視頻服務(wù)器 系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的 TCP/IP協(xié)議，內(nèi)置 HTTP服務(wù)器，提供 RJ45 以太網(wǎng)接口，能架構(gòu)在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、 INTERNET 和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之上，節(jié)省了鋪設(shè)長(zhǎng)距離線纜的成本?？扇我庠O(shè)置網(wǎng)關(guān)，完全城管執(zhí)法視頻監(jiān)控系統(tǒng)（系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案） 37 支持跨網(wǎng)段、有路由器的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控環(huán)境。系統(tǒng)提供單播、組播功能。 高清晰度圖像 圖像壓縮采用 H． 264 圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)，圖像清晰度高，在低帶寬或者多次路由的條件下，傳輸每秒 30 幅畫面的高質(zhì)量圖像，不會(huì)出現(xiàn) “ 馬賽克 ” 的現(xiàn)象。 多權(quán)限功能 可以對(duì)用戶分配不同的控制權(quán)限。使用者在權(quán)限允許的監(jiān)控區(qū)域和監(jiān)控點(diǎn)，可分別實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、對(duì)鏡頭、云臺(tái)進(jìn)行控制或?yàn)g覽。系統(tǒng)具有完善的沖突檢測(cè)和權(quán)限剝奪機(jī)制。支持 PELCOD等多種控制協(xié)議。 遠(yuǎn)程設(shè)備管理 系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程設(shè)備管理功能，維護(hù)人員不必到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，就可修改設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，提高了設(shè)備的維護(hù)效率。 防病毒入侵 系統(tǒng)前端設(shè)備采用嵌入式 技術(shù)，操作系統(tǒng)固化在芯片之中，不易受目前網(wǎng)絡(luò)中爆發(fā)病毒的侵害。 良好的可擴(kuò)容性 當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)容時(shí)，前端只需將設(shè)備接上網(wǎng)線、視頻線，做些簡(jiǎn)單配置就可以做到即插即用；在監(jiān)控中心，管理人員只需要將增加的監(jiān)控設(shè)備加入監(jiān)控地點(diǎn)組別，這樣就完成了全部的系統(tǒng)升級(jí)擴(kuò)容工作。 保密性能優(yōu)越 城管執(zhí)法視頻監(jiān)控系統(tǒng)（系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案） 38 系統(tǒng)硬件、軟件具有加密功能，使該系統(tǒng)的保密性能優(yōu)越于其它視頻監(jiān)控系統(tǒng)。同時(shí)，還可以為用戶配套額外硬件加解密設(shè)備，即在攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)連接處加加密設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心的服務(wù)器器加解密設(shè)備。使監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的保密性最優(yōu)。 39