【導(dǎo)讀】設(shè)計單位：日安電子（深圳）有限公司第2頁共67頁電話：0755-88353668傳真：88353669

　　

【正文】 0Mbps 的帶寬。在廣域網(wǎng)的情況下， 60Mbps 的帶寬將大大增加系統(tǒng)的運行成本。 而視頻交換系統(tǒng)中，并發(fā)訪問量由交換子網(wǎng)的交換能力決定，監(jiān)控點只需要 300kbps的帶寬與交換子網(wǎng)之間交換視頻流，大大降低了運行成本。 可運營的交換子網(wǎng) 由于資源子網(wǎng)和交換子網(wǎng)相 互獨立，因此交換子網(wǎng)即可以由用戶自建，也可以由專門的 ISP 進行運營，就如同電話交換網(wǎng)絡(luò)一樣，可以提供更好的服務(wù)，更多的商業(yè)機會。 平安城市 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺建設(shè)方案及投資預(yù)算 設(shè)計單位：日安電子（深圳）有限公司 第 19 頁 共 67 頁 電話： 075588353668 傳真： 88353669 四 .流媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控中的關(guān)鍵技術(shù)問題 流媒體技術(shù)是在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上以流的方式傳輸多媒體信息的技術(shù)。近年來，隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，流媒體技術(shù)和相關(guān)的應(yīng)用得到越來越多的關(guān)注，被認(rèn)為是未來高速寬帶網(wǎng)絡(luò)的主流應(yīng)用。 編碼 /壓縮的性能 影響音 /視頻流的壓縮 /編碼性能的因素很多，首先是壓縮效率。 壓縮效率要求在保證一定音 /視頻質(zhì)量的前提下，媒體流的碼流速率盡量低。其次是編碼的冗余性和可靠 性。目前國際上在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控編碼 /壓縮方式主要有 MJEPG、 MPEG4 兩種方式，其特點各有不同： MJEPG 在窄帶寬下側(cè)重于清晰度， MPEG4 在窄帶寬下更側(cè)重于實時性； 因此不同視頻壓縮方式均有各自不同的側(cè)重點，一味地認(rèn)為哪種壓縮方式好是不科學(xué)也是不公正的。也可能導(dǎo)致顧客的錯誤選擇。 網(wǎng)絡(luò)視頻前端性能 隨著流媒體規(guī)模的擴大，網(wǎng)絡(luò)視頻前端的性能成為制約流媒體服務(wù)擴展能力的重要因素。網(wǎng)絡(luò)視頻前端性能的關(guān)鍵指標(biāo)是流輸出能力和能同時支持的并發(fā)請求數(shù)量。影響網(wǎng)絡(luò)視頻前端性能的因素很多，包括 CPU 能力、 I/O 總線、 存儲帶寬等。 具體來講有如下特點： 目前的高性能網(wǎng)絡(luò)視頻前端都采用大規(guī)模并行處理的嵌入式結(jié)構(gòu)，以專用 CPU 芯片為主 。 前端采用 web 方式，可使監(jiān)控者通過網(wǎng)絡(luò)在 IE 瀏覽器即可在授權(quán)下隨時隨地進行監(jiān)控而無需特有軟件支持，使 “想在哪看，就在哪看 ”成為可能。 媒體流傳輸?shù)膱D像控制 這是制約流媒體性能的重要的因素之一。由于流媒體傳輸對網(wǎng)絡(luò)帶寬、延遲、丟失率等都有很高的要求，而基于無連接的包交換 IP 網(wǎng)絡(luò)對帶寬資源和圖像質(zhì)量的控制能力都比較弱，因此，在 IP 網(wǎng)絡(luò)上進行流媒體傳輸需要采用一些應(yīng)用層的質(zhì)量控制機制來解決傳輸 中的問題。比如：采用組播技術(shù)、專用網(wǎng)絡(luò)控制軟件等。 平安城市 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺建設(shè)方案及投資預(yù)算 設(shè)計單位：日安電子（深圳）有限公司 第 20 頁 共 67 頁 電話： 075588353668 傳真： 88353669 流媒體播放方式 單播 在客戶端與網(wǎng)絡(luò)視頻前端之間需要建立一個單獨的數(shù)據(jù)通道，從一臺網(wǎng)絡(luò)視頻前端送出的每個數(shù)據(jù)包只能傳送給一個客戶端，這種傳送方式稱為單播。每個用戶必須分別對網(wǎng)絡(luò)視頻前端發(fā)送單獨的查詢，而網(wǎng)絡(luò)視頻前端必須向每個用戶發(fā)送所申請的數(shù)據(jù)包拷貝。這種巨大冗余首先造成網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)沉重的負(fù)擔(dān)，造成圖像延遲，甚至停機；這也是不同網(wǎng)絡(luò)視頻前端性能以及不具備相應(yīng)管理軟件支持的極大缺陷。 組播 IP 組播技術(shù)構(gòu)建一種具有組播能力的網(wǎng)絡(luò)，允許路由器 一次將數(shù)據(jù)包復(fù)制到多個通道上。理論上講，采用組播方式，單臺服務(wù)器能夠?qū)?shù)萬臺客戶端同時發(fā)送連續(xù)數(shù)據(jù)流而無延時。網(wǎng)絡(luò)視頻前端只需要發(fā)送一個信息包，而不是多個；所有發(fā)出請求的客戶端共享同一信息包。信息可以發(fā)送到任意地址的客戶端，減少網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔加玫膸?。網(wǎng)絡(luò)利用效率大大提高，也不會出現(xiàn)多人訪問的圖像延遲，甚至網(wǎng)絡(luò)堵塞的窘?jīng)r。 五 .網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的實時性問題 由于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控是利用網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控可以在網(wǎng)線上實現(xiàn)多路視頻復(fù)用傳輸。因此網(wǎng)絡(luò)帶寬將直接影響圖像，對此我們認(rèn)為： 由于網(wǎng)絡(luò)帶寬是有限的，因此 圖像清晰度越高實時性越高占用帶寬就越寬，也就是所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬越寬，因此圖像清晰度越高實時性與所占帶寬是矛盾的。 局域網(wǎng)內(nèi)，采用 “五類或超五類 ”網(wǎng)線布設(shè)，其帶寬可達(dá) 100M，采用 “六類線 ” 可達(dá) 1000M，如果布線合理，在正常監(jiān)控條件下其監(jiān)控完全可以達(dá)到實時（ 15~25 幀 /S）； 在非正常監(jiān)控條件下監(jiān)控圖像可能不實時，但在此情況即使不實時也是第一、二代監(jiān)控所無法達(dá)到的。即第一、二代條件下，針對同一處監(jiān)控點監(jiān)控者幾乎不可能在多個不同地點同時對其監(jiān)控，需趕往監(jiān)控中心統(tǒng)一觀看。 在行業(yè)網(wǎng)內(nèi)，由于其網(wǎng)絡(luò)帶寬較寬一般都 為千兆網(wǎng)，使用者又不像社會公網(wǎng)上人多，其實時性還是可以滿足的，并且可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控這也是第一、二代所不能滿足的。 在廣域網(wǎng)上，確實因上網(wǎng)者多，且上網(wǎng)時間不同，因此在此類網(wǎng)上傳輸會出現(xiàn)今、明兩平安城市 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺建設(shè)方案及投資預(yù)算 設(shè)計單位：日安電子（深圳）有限公司 第 21 頁 共 67 頁 電話： 075588353668 傳真： 88353669 天實時性效果根本不同的情況，但其遠(yuǎn)程傳輸?shù)墓δ芤餐瑯邮堑谝?、二代所根本不具備的功能? 視頻壓縮方式與實時性的問題： 不同的視頻壓縮方式對實時性、清晰度的影響是顯而易見的，但也是矛盾的。一般來講，某些壓縮方式如 MPEG2 占用帶寬極大，但保證了清晰度和實時性； MJEPG 在窄帶寬下更側(cè)重于清晰度， MPEG4 在窄帶寬下更側(cè)重 于實時性； 因此不同視頻壓縮方式均有各自不同的側(cè)重點，一味地認(rèn)為哪種壓縮方式好是不科學(xué)也是不公正的。也可能導(dǎo)致顧客的錯誤選擇。 我們認(rèn)為目前網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控產(chǎn)品應(yīng)首先以產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性為第一選擇，因為網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控在世界上都是新產(chǎn)品，選擇產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性是十分重要的；其次是系統(tǒng)配套性，如軟件支持、系統(tǒng)支持、服務(wù)支持等最后才應(yīng)是壓縮方式的選擇。針對壓縮方式應(yīng)根據(jù)客戶的需求，如追求 “實時 ”為主還是 “清晰 ”為主等，還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)狀況和條件來決定。 六 .幾種視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)簡介 MJPEG MJPEG 是指 Motion JPEG，即動態(tài) JPEG，按照 25 幀 /秒速度使用 JPEG 算法壓縮視頻信號，完成動態(tài)視頻的壓縮。是由 JPEG 專家組制訂的，其圖像格式是對每一幀進行壓縮，通?？蛇_(dá)到 6： 1 的壓縮率，但這個比率相對來說仍然不足。就像每一幀都是獨立的圖像一樣。MJPEG 圖象流的單元就是一幀一幀的 JPEG 畫片。因為每幀都可任意存取，所以 MJPEG 常被用于視頻編輯系統(tǒng)。動態(tài) JPEG 能產(chǎn)生高質(zhì)量、全屏、全運動的視頻，但是，它需要依賴附加的硬件。而且，由于 MJPEG 不是一個標(biāo)準(zhǔn)化的格式，各廠家都有自己版本的 MJPEG，雙方的文 件無法互相識別。 MJPEG 的優(yōu)點是畫質(zhì)還比較清晰，缺點是壓縮率低，占用帶寬很大。一般單路占用帶寬 2M左右。 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)是專為中高質(zhì)量運動圖像壓縮所設(shè)計的低碼率圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。 采用運動視頻編碼中常見的編碼方法，將編碼過程分為幀內(nèi)編碼和幀間編碼兩個部分。埃幀內(nèi)用改進的 DCT 變換并量化，在幀間采用 1/2 象素運動矢量預(yù)測補償技術(shù)，使運動補償更加精確，量化后適用改進的變長編碼表（ VLC）地量化數(shù)據(jù)進行熵編碼，得到最終的編碼系數(shù)。 平安城市 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺建設(shè)方案及投資預(yù)算 設(shè)計單位：日安電子（深圳）有限公司 第 22 頁 共 67 頁 電話： 075588353668 傳真： 88353669 標(biāo)準(zhǔn)壓縮率較高， CIF 格式 全實時模式下單路占用帶寬一般在幾百左右，具體占用帶寬視畫面運動量多少而不同。缺點是畫質(zhì)相對差一些，占用帶寬隨畫面運動的復(fù)雜度而大幅變化。 MPEG1 VCD 標(biāo)準(zhǔn)。 制定于 1992 年，為工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計，可適用于不同帶寬的設(shè)備，如 CDROM,VideoCD、CDi。它用于傳輸 數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字存儲媒體運動圖像及其伴音的編碼，經(jīng)過MPEG1 標(biāo)準(zhǔn)壓縮后，視頻數(shù)據(jù)壓縮率為 1/100～ 1/200，影視圖像的分辯率為 36024030（ NTSC 制）或 36028825（ PAL 制），它的質(zhì)量要 比家用錄像系統(tǒng)（ VHSVideo Home System）的質(zhì)量略高。音頻壓縮率為 1/，聲音接近于 CDDA 的質(zhì)量。 MPEG1 允許超過 70 分鐘的高質(zhì)量的視頻和音頻存儲在一張 CDROM 盤上。 VCD 采用的就是 MPEG1 的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是一個面向家庭電視質(zhì)量級的視頻、音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。 MPEG1 的編碼速率最高可達(dá)45Mbits/sec，但隨著速率的提高，其解碼后的圖象質(zhì)量有所降低。 MPEG1 也被用于數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)上的視頻傳輸，如非對稱數(shù)字用戶線路 (ADSL)，視頻點播 (VOD)，以及教育網(wǎng)絡(luò)等。同時， MPEG1 也可被用做記錄媒體或是在 INTERNET 上傳輸音頻。 MPEG1 標(biāo)準(zhǔn)占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬在 左右。 MPEG2 DVD 標(biāo)準(zhǔn)。 制定于 1994 年，設(shè)計目標(biāo)是高級工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖象質(zhì)量以及更高的傳輸率，主要針對高清晰度電視（ HDTV）的需要，傳輸速率在 310Mbits/sec 間，與 MPEG1 兼容，適用于 ～ 60Mbps甚至更高的編碼范圍。分辯率為 72048030（ NTSC 制）或 72057625（ PAL 制）。影視圖像的質(zhì)量是廣播級的質(zhì)量 ,聲音也是接近于 CDDA 的質(zhì)量。 MPEG2 是 家用視頻制式（ VHS）錄像帶分辯率的兩倍。 MPEG2 的音頻編碼可提供左右中及兩個環(huán)繞聲道 ,以及一個加重低音聲道，和多達(dá) 7 個伴音聲道 (DVD 可有 8 種語言配音的原因 )。由于 MPEG2 在設(shè)計時的巧妙處理，使得大多數(shù) MPEG2 解碼器也可播放 MPEG1 格式的數(shù)據(jù)，如 VCD。除了做為 DVD的指定標(biāo)準(zhǔn)外， MPEG2 還可用于為廣播，有線電視網(wǎng)，電纜網(wǎng)絡(luò)以及多級多點的直播 (Direct Broadcast Satellite) 提供廣播級的數(shù)字視頻。 MPEG2 的另一特點是，其可提供一個較廣的范圍改變壓縮比，以適 應(yīng)不同畫面質(zhì)量，存儲容量，以及帶寬的要求。對于最終用戶來說，由于現(xiàn)存電視機分辨率限制， MPEG2 所帶來的高清晰度畫面質(zhì)量 (如 DVD 畫面 )在電視上效果并不明顯，到是其音頻特性 (如加重低音，多伴音聲道等 )更引人注目。 平安城市 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺建設(shè)方案及投資預(yù)算 設(shè)計單位：日安電子（深圳）有限公司 第 23 頁 共 67 頁 電話： 075588353668 傳真： 88353669 MPEG2 的畫質(zhì)質(zhì)量最好，但同時占用帶寬也非常大，在 4M~15M 之間，不太適于遠(yuǎn)程傳輸。 MPEG4 如果說， MPEG1“文件小，但質(zhì)量差 ”；而 MPEG 2 則 “質(zhì)量好，但更占空間 ”的話，那么 MPEG－ 4 則很好的結(jié)合了前兩者的優(yōu)點。它于 1998 年 10 月定案，在 1999 年 1 月成為一個 國際性標(biāo)準(zhǔn)，隨后為擴展用途又進行了第二版的開發(fā)，于 1999 年底結(jié)束。 MPEG4 是超低碼率運動圖像和語言的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，它不僅是針對一定比特率下的視頻、音頻編碼，更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。 MPEG 4 標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于視像電話 (Video Phone)，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 480064Kbits/sec之間，分辨率為 176X144。 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 MPEG 1 和 MPEG 2 相比， MPEG4 為多媒體數(shù)據(jù)壓縮提供了一個更為廣闊的平臺。它更多定義的是一種格式、一種架構(gòu)，而不是具體的算法。它可以將各種各樣的多媒體技術(shù)充分用進來，包括壓縮本身的一些工具、算法，也包括圖像合成、語音合成等技術(shù)。 MPEG 4 的特點是其更適于交互 AV 服務(wù)以及遠(yuǎn)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)圖象標(biāo)準(zhǔn)；它的另一個特點是其綜合性；從根源上說， MPEG4 試圖將自然物體與人造物體相溶合 (視覺效果意義上的 )。 MPEG4 的設(shè)計目標(biāo)還有更廣的適應(yīng)性和可擴展性。 MPEG4 標(biāo)準(zhǔn)的占用帶寬可調(diào)，占用帶寬與圖像的清晰度成正比。以目前的技術(shù)，一般占用帶寬大致在幾百 K 左右。 第十章 平安城市 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺軟件特點 一 .概述 Net Video Management Platform 大型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理平臺軟件是專門針對大中型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下分散監(jiān)控場所不同種類數(shù)字圖像設(shè)備、安防報警設(shè)備集中監(jiān)控管理的專用平臺軟件 ,是一種全數(shù)字化、基于網(wǎng)絡(luò)和高度集中管理的第三代安防管理平臺軟件 .以滿足行業(yè)客戶高可靠性、復(fù)雜性和靈活性的視頻與安 防監(jiān)控 項目 管理需求為主要目的，適用于大中型 IP 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控環(huán)境下對不限路數(shù)的 PC 架構(gòu) DVR、嵌入式 DVR、 DVS、 IP 攝像機和報警設(shè)備的用戶角色、設(shè)備配置、報警關(guān)聯(lián)策略、自定義任務(wù)、電子地圖、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)、集中存儲、 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字矩陣、 視訊會議等的