平安城市網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)技術(shù)方案匯總

1、1.1 高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)介紹高清百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是近年出來(lái)的監(jiān)控領(lǐng)域的專業(yè)視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)。通常采用標(biāo)準(zhǔn)h.264算法，錄像分辨率達(dá)到720P（1280*720）或1080P（1920*1080）?；跇?biāo)準(zhǔn)H.264 Main Profile算法的百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)一般采用500萬(wàn)像素的逐行掃描圖像傳感器，清晰度可以達(dá)到720TVL的廣播級(jí)圖像畫(huà)質(zhì)。由于采用標(biāo)準(zhǔn)H.264壓縮在相同碼率下具有比MPEG-4倍增的畫(huà)質(zhì)，在同樣的畫(huà)面質(zhì)量下，碼率比MPEG-4大幅減少。由于高清百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)不但清晰度高而且操作簡(jiǎn)便、易于安裝，在很大程度上減少工程布線和施工成本，可以讓您的CCTV網(wǎng)絡(luò)無(wú)限延伸。高

2、清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與模擬監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化在傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)中，通常是在監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控中心之間敷設(shè)光纜作為傳輸通道，光纜兩端接光端機(jī)作為視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)備，是“模轉(zhuǎn)數(shù)”的過(guò)程，監(jiān)控中心再通過(guò)編碼將模擬信號(hào)編譯成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理?；谶@種傳統(tǒng)方式，使得系統(tǒng)建設(shè)造價(jià)與網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)非常昂貴，而且系統(tǒng)維護(hù)和管理非常不方便！高清網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)采用的是數(shù)字信號(hào)傳輸，它將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，然后由DSP進(jìn)行圖像壓縮與處理，最后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字壓縮視頻輸出，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)在抗電磁干擾性、逐行掃描、畫(huà)面分辨率方面都擁有傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)所不能比擬的優(yōu)勢(shì)。高清網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)從整個(gè)視頻的采集、編碼、傳輸全部采用數(shù)字化，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳

3、輸能有效利用原有網(wǎng)絡(luò)避免重復(fù)建設(shè)，可以即插即用，工程實(shí)施簡(jiǎn)便，系統(tǒng)擴(kuò)充方便；其次，跨區(qū)域遠(yuǎn)程監(jiān)控及為方便，特別是利用互聯(lián)網(wǎng)，圖像監(jiān)控已經(jīng)沒(méi)有距離限制，而且圖像清晰，穩(wěn)定可靠；再者，圖像的存儲(chǔ)、檢索十分安全、方便、可異地存儲(chǔ)，多機(jī)備份存儲(chǔ)以及快速非線性查找等。高分辨率分辨率是衡量監(jiān)控系統(tǒng)性能的一個(gè)及重要指標(biāo)。在監(jiān)控行業(yè)中主要使用Qcif（176×144）、CIF（352×288）、HALF D1（704×288）、D1（704×576）720（1280*720）1080P(1920*1080)等幾種分辨率。高清監(jiān)控系統(tǒng)分辨率必須為720（1280*720）

4、以上。實(shí)際應(yīng)用中主要有（1280*720）/ (1920*1080)兩種分辨率。個(gè)別廠家為推銷自己的產(chǎn)品把Full D1或4CIF宣傳成高清。將Full D1級(jí)別的視頻通過(guò)插值算法放大到720P，同樣可以得到分辨率為1280×720的圖像。其實(shí)Full D1或4CIF分辨率格式只有704×576 和720×576，遠(yuǎn)未達(dá)到高清標(biāo)準(zhǔn)。720P高清攝像機(jī)的水平解析度可以達(dá)到或超過(guò)720TVL，而插值算法得到的所謂720P圖像水平解析度一般只有500多電視線。高畫(huà)質(zhì)數(shù)字高清攝像機(jī)的色彩比模擬攝像機(jī)更加逼真，模擬視頻信號(hào)中的亮度信號(hào)與色度信號(hào)由于占用了相同的頻帶，在由視頻

5、采集芯片做梳狀濾波(亮色分離)時(shí)，很難將色度與亮度信號(hào)徹底分離，導(dǎo)致畫(huà)面出現(xiàn)雜色斑點(diǎn)與色滲透現(xiàn)象，而數(shù)字高清攝像機(jī)則沒(méi)有這個(gè)煩惱，色彩更加的逼真、更加富有層次感、畫(huà)面飽和度更佳。采用標(biāo)準(zhǔn)H.264算法H.264是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）共同提出的繼MPEG4之后的新一代數(shù)字視頻壓縮格式，它即保留了以往壓縮技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和精華又具有其他壓縮技術(shù)無(wú)法比擬的許多優(yōu)點(diǎn)。 1低碼流：和MPEG2和MPEG4 ASP等壓縮技術(shù)相比，在同等圖像質(zhì)量下，采用H.264技術(shù)壓縮后的數(shù)據(jù)量只有MPEG2的1/8，MPEG4的1/3。 顯然，H.264壓縮技術(shù)的采用將大大節(jié)省用戶的下載時(shí)間和數(shù)據(jù)

6、流量收費(fèi)。 2高質(zhì)量的圖像：H.264能提供連續(xù)、流暢的高質(zhì)量圖像容錯(cuò)能力強(qiáng)H.264提供了解決在不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下容易發(fā)生的丟包等錯(cuò)誤的必要工具。 網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)H.264提供了網(wǎng)絡(luò)抽象層（Network Abstraction Layer）, 使得H.264的文件能容易地在不同網(wǎng)絡(luò)上傳輸（例如互聯(lián)網(wǎng)，CDMA，GPRS，WCDMA，CDMA2000等）。高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)1、網(wǎng)絡(luò)化，可多人同時(shí)上網(wǎng)，監(jiān)看不受時(shí)間、地點(diǎn)限制 2、語(yǔ)音和視頻數(shù)字化，畫(huà)質(zhì)清晰且壓縮比高，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超越了一般傳統(tǒng)CCTV 所攝影的畫(huà)面品質(zhì) 3、監(jiān)控功能強(qiáng)大，并可以集成辨識(shí)、搜索、追蹤等科技 4、錄像文件管理及儲(chǔ)

7、存容易，可同時(shí)異地備份 5、安裝容易，可放置在任何地方 (無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸或PoE供電) 6、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)成熟，無(wú)需增加額外的布線成本，大幅降低成本 7、操作簡(jiǎn)單，擴(kuò)充及整合性高 8、系統(tǒng)穩(wěn)定，容易更新及升級(jí) 9、廣泛應(yīng)用于民生，商業(yè)及研究等用途 10、與 3G 手機(jī)結(jié)合，簡(jiǎn)單建構(gòu)移動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) 11、逐行掃描終結(jié)模擬攝像機(jī)的隔行掃描不清晰 12、支持PoE供電，有效節(jié)約供電成本 13、百萬(wàn)像素分辨率比模擬視頻看得更清 14、可將智能分析集成到前端降低了對(duì)后端設(shè)備性能要求 15、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制PTZ 16、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)雙向音頻交流 17、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制報(bào)警輸入輸出 18、數(shù)字視頻可加密傳輸比模擬視頻更安

8、全 19、數(shù)字視頻通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)傳輸更靈活距離更遠(yuǎn)更經(jīng)濟(jì)實(shí)用 20、數(shù)字化后避免多次模數(shù)轉(zhuǎn)換降低圖像質(zhì)量 21、全數(shù)字化可選用開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器硬件，具有更低的總體擁有成本優(yōu)勢(shì)1.2 總體設(shè)計(jì)原則和依據(jù)實(shí)用性依照用戶要求，堅(jiān)持實(shí)用性為主的原則，本系統(tǒng)將完全滿足城市刑警社區(qū)高清監(jiān)控系統(tǒng)各項(xiàng)安防需求，同時(shí)考慮未來(lái)發(fā)展需求，避免追求系統(tǒng)的超前性，以減少不必要的投資?？煽啃浴踩詤⒄沾罅恳呀ǔ傻陌卜酪曨l監(jiān)控系統(tǒng)，借鑒其中的精華部分，為系統(tǒng)高可靠性的總體設(shè)計(jì)提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)，選用的設(shè)備自身將具備高可靠性、高安全性，高達(dá)數(shù)萬(wàn)小時(shí)的平均無(wú)故障時(shí)間，并為關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)冗余備份。同時(shí)，選用安全機(jī)制健全、安全級(jí)

9、別高的平臺(tái)輔佐系統(tǒng)搭建。先進(jìn)性本系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，通過(guò)科學(xué)合理地設(shè)計(jì)，既防止片面追求某一高指標(biāo)，又充分體現(xiàn)系統(tǒng)的先進(jìn)性，最大程度地采用成熟、可繼承、具備廣闊發(fā)展前景的先進(jìn)技術(shù)，使系統(tǒng)能在未來(lái)數(shù)年內(nèi)不落后，并通過(guò)軟件升級(jí)即可實(shí)現(xiàn)更多新功能，充分保護(hù)用戶的投資。開(kāi)放性本系統(tǒng)設(shè)計(jì)將采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，嚴(yán)格遵循相關(guān)技術(shù)的國(guó)際、國(guó)內(nèi)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保系統(tǒng)之間的透明性和互通互聯(lián)，并充分考慮與其它監(jiān)控系統(tǒng)的連接。在設(shè)計(jì)和設(shè)備選型時(shí)，將科學(xué)預(yù)測(cè)未來(lái)擴(kuò)容需求，進(jìn)行余量設(shè)計(jì)。易管理性、易維護(hù)性本系統(tǒng)將采用全中文、圖形化軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)管理與維護(hù)?？勺詣?dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中任何一臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并示出詳細(xì)參

10、數(shù)，以輔佐管理人員及時(shí)準(zhǔn)確地判斷和解決問(wèn)題。采用穩(wěn)定易用的硬件和軟件，完全不需借助任何專用維護(hù)工具，既降低了對(duì)管理人員進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)費(fèi)用，又節(jié)省了日常頻繁地維護(hù)費(fèi)用。網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。它能將監(jiān)控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接起來(lái)，使兩個(gè)相互獨(dú)立的系統(tǒng)開(kāi)始走向融合，實(shí)現(xiàn)真正的三網(wǎng)合一（數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和圖像），在理念和方式上取得了重大突破。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將封裝成IP包的監(jiān)控信息傳送到網(wǎng)絡(luò)上，與現(xiàn)有的信息管理系統(tǒng)融為一體，使網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)多媒體計(jì)算機(jī)上均可實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控信息的管理和調(diào)用，提高管理水平和管理效率。網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)已經(jīng)超

11、出了傳統(tǒng)監(jiān)控的范疇，在其基礎(chǔ)上增加了管理的概念。它事實(shí)上已經(jīng)成為現(xiàn)代化管理的一個(gè)有力工具。設(shè)計(jì)依據(jù)如下：建筑智能化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)DB32181-1998智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB/T50314-2006有線電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范GB50200-94工業(yè)企業(yè)通信接地設(shè)計(jì)規(guī)范公安部風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和防護(hù)級(jí)別的規(guī)定商業(yè)建筑物綜合布線系統(tǒng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC11801商業(yè)建筑物綜合布線系統(tǒng)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)EIA/TIA 568A通信布線管道和空間設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)EIA/TIA 569建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T50312-2000中國(guó)電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GBJ232-82IEEE 電氣及電子工程師學(xué)

12、會(huì)-民用建筑閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范電氣指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)EIA-422 EIA-485中華人民共和國(guó)公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA/T75-94國(guó)際電聯(lián)（ITU-T）HDTV標(biāo)準(zhǔn)安全防范工程技術(shù)規(guī)范GB50348-2004視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB50395-2007視頻安防監(jiān)控?cái)?shù)字錄像設(shè)備GB20815-2006城市監(jiān)控報(bào)警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通用技術(shù)要求GA/T669-2006郵電通信網(wǎng)光纖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)工程施工及驗(yàn)收暫行技術(shù)規(guī)范防盜報(bào)警中心控制臺(tái)GB/T16572-1996安全防范工程程序與要求GA/T75-94安全防范系統(tǒng)通用圖形符號(hào)GA/T74-200安全防范系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)則GA308-2001視頻安防系統(tǒng)技

13、術(shù)要求GA/T367-2001工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ115-87遠(yuǎn)程設(shè)備終端通用技術(shù)條件計(jì)算機(jī)場(chǎng)地技術(shù)要求GB/T16435-1996GB2887-2000綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范EIA/ITA568A、ISO/IEC11801、CECS72-79電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GA/T75-94GBJ232-92注：如果以上標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范存在不一致或沖突，以最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。1.3 系統(tǒng)需求所有攝像機(jī)均使用網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)，采集的圖象全部能夠?qū)崟r(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控室，并能實(shí)時(shí)顯示，視頻清晰度應(yīng)為720P或1080P；攝像機(jī)應(yīng)具有紅外功能，以便于夜間監(jiān)控；監(jiān)控中心設(shè)置1臺(tái)服務(wù)器、1臺(tái)高清顯示器實(shí)時(shí)監(jiān)看，監(jiān)

14、控點(diǎn)位共計(jì)21個(gè)；監(jiān)控視頻信息通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸，支持網(wǎng)外異地瀏覽。1.4 需求分析高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，達(dá)到全高清1920*1080或1280*720的效果，最清晰的監(jiān)視效果，最大限度顯示被監(jiān)控場(chǎng)所畫(huà)面；操作員按用戶自定義的區(qū)域或預(yù)定順序快速選擇攝像機(jī)而非通過(guò)編號(hào)選擇攝像機(jī)（組切，群切），以提高操作效率；系統(tǒng)可以對(duì)視頻輸入進(jìn)行編組，用以對(duì)各組不同視頻的顯示及操作進(jìn)行組別限制。系統(tǒng)的攝像機(jī)圖像需疊加時(shí)間（年、月、日、時(shí)、分）、編號(hào)與中文地點(diǎn)名。系統(tǒng)可設(shè)定任一監(jiān)視終端或監(jiān)視終端組作為特定的監(jiān)視器用于報(bào)警處理，報(bào)警發(fā)生時(shí)立即顯示報(bào)警聯(lián)動(dòng)的圖像；系統(tǒng)可記憶多個(gè)同時(shí)到達(dá)的報(bào)警。處理第一種方式是按報(bào)警的優(yōu)先級(jí)別

15、（如級(jí)別相同則按時(shí)間）進(jìn)行排序，最先顯示最高優(yōu)先級(jí)的報(bào)警，并可逐個(gè)顯示直到完全顯示。處理第二種方式就是設(shè)置多臺(tái)監(jiān)視器用于顯示報(bào)警圖像時(shí)（這些監(jiān)視器平常處于正常工作狀態(tài)），則監(jiān)視器可按設(shè)置的優(yōu)先順序依次同時(shí)顯示多路報(bào)警圖像。1.12.1 全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)2.1 圖像采集作為監(jiān)控系統(tǒng)的視頻源頭，攝像機(jī)對(duì)整套監(jiān)控系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。對(duì)攝像機(jī)的基本要求是：圖像清晰真實(shí)、適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境、安裝調(diào)試簡(jiǎn)便。圖像真實(shí)清晰攝像機(jī)種類很多，其本源是內(nèi)部核心部件“圖像傳感器+數(shù)字處理芯片”，針對(duì)不同的行業(yè)有完全不同的優(yōu)化方案。比如：廣播電視系統(tǒng)的圖像處理偏艷麗，這是符合觀眾的視覺(jué)需求。相對(duì)而言，視頻監(jiān)控系

16、統(tǒng)對(duì)圖像的要求是真實(shí)還原，尤其是圖像的色彩應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)一致，比如：人的膚色、衣著顏色、車輛顏色等。其次，圖像清晰度主要取決于圖像傳感器線數(shù)，線數(shù)越高，圖像解析力越高，能獲取更多的圖像細(xì)節(jié)。此外鏡頭倍數(shù)也將影響用戶捕獲圖像的景深，廣角取景能獲取全景概況，長(zhǎng)焦取景能獲取人臉面部特征，因此，用戶對(duì)圖像要求與使用場(chǎng)景密切相關(guān)。當(dāng)然，在特殊場(chǎng)景下還需要特殊功能進(jìn)行匹配，比如：超低照度、逆光等等。適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境與交換機(jī)所處環(huán)境不同，攝像機(jī)一般都置于風(fēng)吹日曬的環(huán)境下，天氣變化都會(huì)影響攝像機(jī)的工作。耐高溫、抗雷擊、防水防塵等應(yīng)達(dá)到相關(guān)指標(biāo)，攝像機(jī)應(yīng)該能在惡劣環(huán)境下正常工作。室外攝像機(jī)護(hù)罩內(nèi)應(yīng)該有加熱、除濕等裝置，防

17、水防塵級(jí)別應(yīng)該達(dá)到IP66，內(nèi)部電路應(yīng)該具備防浪涌保護(hù)設(shè)計(jì)，抗3000V雷擊。（具體攝像機(jī)點(diǎn)位請(qǐng)參照施工圖）2.2 攝像機(jī)參數(shù)高解析度、高色彩還原度色彩還原度分為色調(diào)（決定色彩性質(zhì)）和飽和度（決定色彩濃淡），與景物光照條件和色溫密切相關(guān)。我們的攝像機(jī)通過(guò)“自動(dòng)電子快門(mén)”或者“自動(dòng)光圈”來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)通光量以保證景物照度處于衡穩(wěn)狀態(tài)，通過(guò)“自動(dòng)白平衡”來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)紅、綠、藍(lán)三基色信號(hào)電壓（即色溫）以保證圖像不出現(xiàn)偏色現(xiàn)象。真正的超低照度我們的超低照度攝像機(jī)采用Cmos芯片，它能利用其它傳感器未能有效利用的近紅外線光，將感光范圍從可見(jiàn)光擴(kuò)大到近紅外光，在黑暗環(huán)境下也可得到高亮度的圖像，使Cmos的靈敏度

18、進(jìn)一步提高，適應(yīng)更低的照度環(huán)境。噪聲大幅降低，超低照度下圖像的信噪比得以保證。高可靠性影響攝像機(jī)使用壽命的主要原因是高溫。我們的攝像機(jī)采用低功耗設(shè)計(jì)，機(jī)體平均功耗小，適應(yīng)的工作溫度最高達(dá)60攝氏度，而電子器件能工作的最低溫度達(dá)到-20攝氏度。防水?dāng)z像機(jī)其防水等級(jí)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IP66，在恒定濕度測(cè)試下達(dá)到93%Rh，抗雷擊達(dá)到3000伏特，能適應(yīng)絕大多數(shù)室外環(huán)境。先進(jìn)的工程設(shè)計(jì)，外殼采用高強(qiáng)度的工業(yè)塑料或鋁合金外殼。我們整機(jī)平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到20000小時(shí)。2.3 壓縮編碼超低壓縮碼率可能目前大部分用戶都不太在意超低碼率下壓縮編碼，原因是大家在持續(xù)提升圖像質(zhì)量而不斷增加碼率。但是不可否認(rèn)手機(jī)監(jiān)控已

19、經(jīng)走入我們的生活，能以64Kbps甚至56Kbps作QCIF編碼實(shí)現(xiàn)手機(jī)監(jiān)控。主流壓縮碼率按照邏輯辨證法看待事物，實(shí)現(xiàn)同樣畫(huà)質(zhì)的圖像，誰(shuí)的消耗少證明誰(shuí)的技術(shù)更勝一籌。在保證高清圖像解析度的條件下，使碼流更低是追求的目標(biāo)，而且還需使得DSP運(yùn)算能承受代碼的復(fù)雜度。對(duì)用戶而言，呈現(xiàn)的回放分辨率是720P，而需要超過(guò)2Mbps甚至8Mbps的碼流顯然是在浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲(chǔ)空間。綜上所述，評(píng)價(jià)一種產(chǎn)品的編碼能力并不能僅從編碼碼率、圖像分辨率去片面比較，而是需要綜合考量的。2.4 壓縮編碼特點(diǎn)視頻流編碼要求編碼芯片能勝任連續(xù)數(shù)據(jù)流的處理及高精度復(fù)雜運(yùn)算，因此DSP器件是最優(yōu)的選擇。對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進(jìn)行特

20、殊設(shè)計(jì)，編碼效率高、執(zhí)行速度快。業(yè)界首創(chuàng)的雙碼流技術(shù)針對(duì)國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)相對(duì)落后的環(huán)境，為了在錄像數(shù)據(jù)和網(wǎng)傳碼流之間取得平衡，我們開(kāi)發(fā)了雙碼流技術(shù)。DSP對(duì)同一路圖像進(jìn)行兩次編碼，主碼流用于錄像，選擇高分辨率、全幀率、最優(yōu)圖像質(zhì)量，子碼流用于網(wǎng)傳，選擇普通分辨率、非實(shí)時(shí)、普通圖像質(zhì)量。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，可以不需要用戶去改建現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，省去額外的網(wǎng)絡(luò)投資，當(dāng)然，該方式源于目前絕大多數(shù)用戶實(shí)時(shí)監(jiān)控的時(shí)間錄像回放的時(shí)間，且實(shí)時(shí)監(jiān)控的強(qiáng)度要求不高。當(dāng)并發(fā)訪問(wèn)數(shù)量激增時(shí)，任何設(shè)備都會(huì)出現(xiàn)瓶頸，沒(méi)有哪個(gè)廠商可以逃脫，但是我們采用了更能讓用戶放心的處理策略，即錄像網(wǎng)傳，主碼流子碼流，簡(jiǎn)而言之，CPU運(yùn)轉(zhuǎn)是優(yōu)先保證錄

21、像的，確保有清晰完整的錄像文件是可追溯的。若用戶對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控的要求很高，也有充足的網(wǎng)絡(luò)帶寬滿足全實(shí)時(shí)高清監(jiān)控的需求，那么直接網(wǎng)傳主碼流即可。動(dòng)態(tài)編碼技術(shù)目前支持在編碼過(guò)程中動(dòng)態(tài)修改編碼參數(shù)，而不需要重啟設(shè)備，由此而衍生的“事件壓縮”功能讓用戶更滿意。據(jù)統(tǒng)計(jì)，監(jiān)控錄像有80%屬于無(wú)用數(shù)據(jù)，其中絕大部分是錄制靜態(tài)畫(huà)面，在過(guò)去以變碼率方式來(lái)降低存儲(chǔ)量?！笆录嚎s”更加符合用戶需求，即用戶希望“有用數(shù)據(jù)”是清晰的，對(duì)“無(wú)用數(shù)據(jù)”的清晰度要求不高。在判決何謂“有用數(shù)據(jù)”時(shí)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)我們認(rèn)為報(bào)警觸發(fā)的錄像、移動(dòng)偵測(cè)觸發(fā)的錄像，以及未來(lái)智能分析報(bào)警觸發(fā)的錄像是“有用數(shù)據(jù)”，因此利用“事件壓縮”功能，“普通數(shù)據(jù)”

22、采用低分辨率、低碼率進(jìn)行錄像，“有用數(shù)據(jù)”采用高分辨率、高碼率進(jìn)行錄像，編碼參數(shù)的改變由設(shè)備自動(dòng)完成。在錄像質(zhì)量和存儲(chǔ)空間之間做了最好權(quán)衡。2.5 傳輸系統(tǒng)數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)隨著聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控需求的興起，模擬系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的局限性凸顯出來(lái)，基于IP網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控成為主流趨勢(shì)。與模擬傳輸系統(tǒng)相比，IP網(wǎng)絡(luò)受干擾的可能性較小，因此IP網(wǎng)綜合布線在此不再累述，請(qǐng)參見(jiàn)工程商的綜合布線文檔。下文將描述網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出的要求，以及部分與用戶息息相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的影響。帶寬和吞吐量對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控而言，帶寬是最基本的要求，帶寬表示運(yùn)輸數(shù)據(jù)的電路容量，通常以比特/秒來(lái)表示?？紤]IP包涉及包頭包尾開(kāi)銷，按25%

23、計(jì)算，單路CIF畫(huà)質(zhì)按512Kbps÷0.75=683Kbps預(yù)留帶寬，單路D1畫(huà)質(zhì)按1.5Mbps÷0.75=2Mbps預(yù)留帶寬，若用戶采用非對(duì)稱傳輸方式（如ADSL），帶寬指上行帶寬?！纠咳粲脩魧⒔ㄔO(shè)500路監(jiān)控系統(tǒng)，每路支持D1畫(huà)質(zhì)（2Mbps碼流）。若采用網(wǎng)絡(luò)集中存儲(chǔ)，將至少規(guī)劃萬(wàn)兆核心交換機(jī)，這將會(huì)給用戶帶來(lái)巨大的網(wǎng)絡(luò)投資，因此我們不建議用戶采用網(wǎng)絡(luò)集中存儲(chǔ)。除帶寬量化要求以外，IP網(wǎng)采用包交換的固有缺陷是邏輯鏈路、帶寬爭(zhēng)用，網(wǎng)絡(luò)下載等業(yè)務(wù)占據(jù)大量網(wǎng)絡(luò)帶寬，網(wǎng)絡(luò)流量突然增大導(dǎo)致關(guān)鍵數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)傳輸，交換機(jī)的交換能力不能保障正常通訊，視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包大量丟失，視頻圖

24、像出現(xiàn)馬賽克、畫(huà)面停頓。我們建議用戶將監(jiān)控系統(tǒng)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)物理隔離或者邏輯隔離，交換設(shè)備應(yīng)具備帶寬管理等QoS策略，確保為監(jiān)控系統(tǒng)提供可靠的網(wǎng)絡(luò)鏈路和帶寬?？杀苊馔话l(fā)流量導(dǎo)致的監(jiān)控畫(huà)面失真、設(shè)備掉線、馬賽克畫(huà)面、響應(yīng)遲緩、幀丟失等等。但是用戶似乎忽視了一個(gè)問(wèn)題，在帶寬保證的前提下，傳輸質(zhì)量不一定就高，根源就是交換設(shè)備的吞吐量，指單位時(shí)間內(nèi)無(wú)錯(cuò)誤傳送的數(shù)據(jù)量，單位是分組/秒（PPS）。典型模型如下：實(shí)際測(cè)試環(huán)境下，當(dāng)負(fù)載超過(guò)容量（帶寬）時(shí)，吞吐量下降，TCP包重傳次數(shù)加大，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)擁塞，丟包率上升，惡性循環(huán)，因此在選擇交換設(shè)備時(shí)，吞吐量依舊是一個(gè)需要注意的參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)延遲和時(shí)間抖動(dòng)數(shù)據(jù)包延遲不一

25、致，將導(dǎo)致圖像與聲音不同步。而數(shù)據(jù)流的包丟失和包失序?qū)?dǎo)致圖像與聲音抖動(dòng)。當(dāng)丟包率為1%時(shí)，圖像可能出現(xiàn)“發(fā)虛”現(xiàn)象，聲音開(kāi)始出現(xiàn)停頓；當(dāng)達(dá)到2%3%丟包率時(shí)或200ms的時(shí)間抖動(dòng)將導(dǎo)致視頻信號(hào)無(wú)法傳輸。上述問(wèn)題是用戶在使用過(guò)程經(jīng)常受困的，造成“延遲”的因素有：設(shè)備延遲：編碼設(shè)備的編碼延遲、交換設(shè)備的交換延遲、解碼設(shè)備的解碼延遲。發(fā)送延遲：編碼設(shè)備將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)放到傳輸線上的所需時(shí)間。傳播延遲：信號(hào)在電纜或光纖中傳輸延遲，其傳輸速度約為真空中傳播速度的2/3。可以看出，僅僅標(biāo)稱某一部分的延遲很小并不能完全決定整體延遲，因此，我們?cè)敢馀浜嫌脩粽{(diào)節(jié)編碼延遲、解碼延遲，而用戶自身應(yīng)注意交換設(shè)備及交換鏈路

26、的延遲。但減小延遲在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)將損失視頻流暢性，因而建議用戶根據(jù)自身具體使用要求進(jìn)行多方面同步調(diào)節(jié)，以達(dá)到理想要求，迷信“優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無(wú)所不能”并非可選之舉，實(shí)事求是的態(tài)度和為用戶著想的理念更容易贏得尊重。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及規(guī)劃一個(gè)良好的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期規(guī)劃將對(duì)持續(xù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。網(wǎng)絡(luò)至下而上建設(shè)應(yīng)該是具備層次化的，能清晰明了地辨別接入層設(shè)備、會(huì)聚層設(shè)備、核心層設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)平面應(yīng)該是折疊式的，分支與分支之間的建設(shè)是相同的，以便維護(hù)人員到任何一個(gè)點(diǎn)都能迅速開(kāi)展配置維護(hù)工作。網(wǎng)絡(luò)核心層部分應(yīng)該是具備冗余的，以防止斷鏈后服務(wù)器停止響應(yīng)。出于安全考慮，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是應(yīng)該沒(méi)有后門(mén)的，以防止惡意侵襲。網(wǎng)絡(luò)規(guī)

27、模是可擴(kuò)展的，新入設(shè)備只影響與其掛接的交換設(shè)備，規(guī)模擴(kuò)展至23倍，核心設(shè)備是無(wú)需變更的。網(wǎng)傳性能每臺(tái)服務(wù)器提供一個(gè)10M/100M半雙工/全雙工自適應(yīng)以太電口（RJ45），我們建議用戶選用STP屏蔽雙絞線連接交換設(shè)備。隨著視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化的日益廣泛，我們?cè)诓粩喔镄戮W(wǎng)絡(luò)傳輸性能。如同交換設(shè)備一樣，由此可知，過(guò)量突發(fā)訪問(wèn)將導(dǎo)致設(shè)備壓力，我們的應(yīng)對(duì)策略是：系統(tǒng)資源優(yōu)先保證服務(wù)器的本地錄像，如果系統(tǒng)資源不足，會(huì)降低網(wǎng)傳性能。選擇這樣的策略是出于現(xiàn)階段錄像對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)重要性是首要的，而且我們相信用戶能很好的接受這樣的策略。組播技術(shù)為了解決突發(fā)訪問(wèn)量與設(shè)備壓力之間的矛盾，我們提供兩種解決辦法：組播和流媒體傳輸

28、，二者均有各自優(yōu)缺點(diǎn)。單播傳輸方式典型示意圖如下所示：網(wǎng)絡(luò)壓力集中在數(shù)據(jù)源段，提供服務(wù)的設(shè)備承受最大負(fù)荷，因此若并發(fā)請(qǐng)求激增（觸發(fā)條件），將導(dǎo)致服務(wù)器的響應(yīng)能力降低，用戶直觀感受是圖像質(zhì)量不能滿足要求。組播技術(shù)的出現(xiàn)很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。組播傳輸方式典型示意圖如下所示：對(duì)比單播示意圖，我們清晰地看到每條傳輸鏈路上同樣的數(shù)據(jù)流只傳輸一路。它控制網(wǎng)絡(luò)流量，充分減輕服務(wù)器的負(fù)荷，減少網(wǎng)絡(luò)中的冗余流量。從某種角度來(lái)講，組播技術(shù)是最優(yōu)的傳輸方式，但是深入其實(shí)質(zhì)不難發(fā)現(xiàn)在目前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，組播只是一個(gè)“看上去很美”的技術(shù)。因?yàn)椋航M播采用“盡力投遞”的方式，基于UDP傳輸，報(bào)文丟失是不可避免的，組播應(yīng)用程序

29、不能依賴組播網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可靠性保證。表現(xiàn)形式為視頻圖像出現(xiàn)馬賽克。不具備擁塞避免機(jī)制，缺少TCP窗口機(jī)制和慢啟動(dòng)機(jī)制。表現(xiàn)形式為控制球機(jī)延遲很大。類似Assert機(jī)制和SPT切換機(jī)制可能會(huì)造成數(shù)據(jù)包的重復(fù)。表現(xiàn)形式為同一幅圖像出現(xiàn)兩次。組播協(xié)議某時(shí)會(huì)造成報(bào)文到達(dá)的次序錯(cuò)亂。表現(xiàn)形式為后一幅圖像先呈現(xiàn)。為了防止組播流全網(wǎng)泛濫及平均三分鐘一次的剪枝過(guò)程（PIM-DM協(xié)議自身固有缺陷），大部分廠家都選擇了PIM-SM組播協(xié)議。PIM-SM工作原理示意圖如下所示：從上圖不難看出客戶端的請(qǐng)求經(jīng)過(guò)RP轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)源，而數(shù)據(jù)流也必須從數(shù)據(jù)源流經(jīng)RP點(diǎn)再發(fā)送給客戶端，因此PIM-SM中一個(gè)重要點(diǎn)在于“會(huì)聚點(diǎn)（RP）”

30、的選舉，RP點(diǎn)的可靠性更成為隱患，一旦RP宕機(jī)，所有訪問(wèn)將失效。為了提高RP點(diǎn)可靠性，大部分廠家在網(wǎng)絡(luò)中選取若干RP點(diǎn)，再配合Anycast RP對(duì)RP點(diǎn)實(shí)現(xiàn)備份和負(fù)載分擔(dān)。如下圖所示：但是該方式只適合單域組播，而監(jiān)控系統(tǒng)往往是多域的，還伴隨用戶目前的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并不完全支持組播技術(shù)。為了解決該問(wèn)題，往往需要配合隧道（MBGP&MSDP），適用于骨干網(wǎng)不支持組播技術(shù)的環(huán)境，促使組播流量對(duì)骨干網(wǎng)絡(luò)是透明的，如下圖所示：可是缺點(diǎn)在于RP節(jié)點(diǎn)之間既要支持PIM-SM，還要支持MBGP和MSDP隧道，配置和管理繁瑣，對(duì)設(shè)備要求高，需要用戶購(gòu)買昂貴的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備！為了解決這個(gè)問(wèn)題，大部分廠家選擇PIM-

31、SM和隧道（PIM-DM）的互作用，它不再要求骨干網(wǎng)絡(luò)支持PIM-SM、MBGP和MSDP。如下圖所示：又回到起點(diǎn)問(wèn)題：RP節(jié)點(diǎn)之間的組播流量以PIM-DM方式傳輸，將定期擴(kuò)散，造成骨干網(wǎng)絡(luò)的帶寬浪費(fèi)。綜上所述，雖然我們的設(shè)備能很好的支持組播，但是在用戶網(wǎng)絡(luò)卻并不能很好地應(yīng)用組播時(shí)，我們建議對(duì)組播傳輸方式的選擇是一種謹(jǐn)慎的態(tài)度。2.6 存儲(chǔ)系統(tǒng)系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)方式，由存儲(chǔ)服務(wù)器管理下屬監(jiān)控點(diǎn)的錄像策略。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分布式集中存儲(chǔ)，即將存儲(chǔ)服務(wù)器、磁盤(pán)陣列部署在各會(huì)聚點(diǎn)，保存轄區(qū)內(nèi)IP前端的錄像數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)量需求大小，存儲(chǔ)服務(wù)器可掛接多臺(tái)磁盤(pán)陣列（建議總量不超過(guò)50TB）。磁盤(pán)陣列支持多種RAI

32、D級(jí)別，具備磁盤(pán)損壞恢復(fù)功能，避免因磁盤(pán)損壞導(dǎo)致錄像文件丟失。關(guān)于錄像文件大小計(jì)算，如下述方式：對(duì)數(shù)字圖像實(shí)現(xiàn)每天24小時(shí)的不間斷存儲(chǔ)，采用1.5 Mbps碼流，數(shù)據(jù)保存周期為1天。每路視頻所需硬盤(pán)容量計(jì)算方式如下：視頻碼流÷8（轉(zhuǎn)換為字節(jié)）×3600（得到一小時(shí)存儲(chǔ)容量）×24（得到一天存儲(chǔ)容量）×1（得到1天存儲(chǔ)容量）÷1024（轉(zhuǎn)化單位為GB）÷0.9（考慮到格式化后的硬盤(pán)損失10%）1.5 Mbps÷8×3600×24×1÷1024÷0.917.6GB本項(xiàng)目選用磁盤(pán)陣

33、列系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有模塊化、可擴(kuò)展、無(wú)單點(diǎn)故障等特點(diǎn)。提供高效率、高可靠性的雙磁盤(pán)陣列系統(tǒng)和高可用性支持。具有如下7大獨(dú)特特點(diǎn)：監(jiān)控專用存儲(chǔ)系統(tǒng)，充分滿足性能要求本存儲(chǔ)系統(tǒng)針對(duì)監(jiān)控應(yīng)用的特點(diǎn)對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。監(jiān)控應(yīng)用是一種以寫(xiě)為主的存儲(chǔ)應(yīng)用。實(shí)際上是以大碼流的多并發(fā)寫(xiě)為主的一種存儲(chǔ)應(yīng)用。因此，在寫(xiě)性能，寫(xiě)的高并發(fā)和寫(xiě)的高穩(wěn)定度方面，采用了監(jiān)控專用產(chǎn)品獨(dú)特的算法，達(dá)到最佳的效果。極易管理 （全中文）該存儲(chǔ)管理系統(tǒng)面向用戶設(shè)計(jì)全中文管理模式。采用業(yè)界最先進(jìn)的基于WEB的管理方法，在客戶端無(wú)需安裝任何軟件。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，管理員可以在15到20分鐘內(nèi)，就輕松掌握整體系統(tǒng)的使用和管理。獨(dú)有安全技術(shù)針對(duì)城市刑警社區(qū)高清監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目對(duì)數(shù)據(jù)安全的特殊要求，本存儲(chǔ)系統(tǒng)中采用了獨(dú)有的安全技術(shù)。保證管理和數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)基本的安全性。所有的管理數(shù)據(jù)都是在加密的情況下，