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公安高清聯(lián)網視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設構思
作者：　來源：　日期：2016-2-29 16:22:22　點擊：1686　屬于：公司新聞

隨著高清視頻監(jiān)控技術的發(fā)展與應用，目前我國很多城市將在公共場所和重要監(jiān)控區(qū)域建設高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。為提高公安聯(lián)網高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設的規(guī)范性、應用的可靠性和聯(lián)網的安全性，切實發(fā)揮高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)在安全技術防范工作中的積極效能，按照統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一標準的原則，現對公安聯(lián)網高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設的技術方案進行規(guī)劃構思。

一、目前高清視頻監(jiān)控技術的比較

現階段高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要有兩種技術模式，一是HD-SDI非壓縮高清視頻監(jiān)控模式，二是IPC編碼高清視頻監(jiān)控模式。

1、HD-SDI非壓縮高清視頻監(jiān)控技術

HD-SDI非壓縮高清視頻監(jiān)控技術是廣電的高清數字輸入與輸出標準, 采用了廣播級的高清數字串行接口傳輸技術，具有以下特點。

圖像未經壓縮傳輸。每路數據高達1.485Gbps，圖像幀率可達到60幀以上，高清圖像還原度高，細節(jié)損失少，為公安偵查破案及智能視頻分析提供最佳的高清圖像資源。

高清圖像傳輸時延低。在傳輸過程中沒有產生壓縮與封包化處理，高清圖像傳輸調控幾乎零延時，滿足公安實戰(zhàn)中的應急指揮、跟蹤調控要求快速準確的應用需求。

系統(tǒng)穩(wěn)定性高。非壓縮數字技術的交換系統(tǒng)擁有較高的穩(wěn)定性，很少出現系統(tǒng)死機，圖像丟失等不穩(wěn)定現象。

整體安全性高。前端通過光纖或同軸線纜傳輸非壓縮數據，無IP接口，可做到網絡充分隔離，系統(tǒng)整體安全性高。

接口技術成熟。HD-SDI傳輸協(xié)議的物理形態(tài)是BNC接口，接口技術成熟，將已有的傳統(tǒng)模擬框架系統(tǒng)轉為高清監(jiān)控系統(tǒng)非常方便。

2、IPC編碼高清視頻監(jiān)控技術

網絡攝像機又叫IP CAMERA(簡稱IPC),是由網絡編碼模塊和模擬攝像機組合而成，攝像機前端直接將視頻信號進行高清編碼壓縮并IP封裝，利用IP網絡來傳輸承載高清視頻流，IPC網絡高清視頻監(jiān)控技術，具有以下特點。

組網靈活。IPC網絡高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)布點簡易，只需網線連接即可將視頻信號傳輸，安裝方便，后期容易進行二次開發(fā)應用。

圖像前端壓縮。IPC高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用前端壓縮的編解碼方式，圖像質量有所損失。

存在控制和顯示延時。IPC高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用網絡傳輸，需要對數據封裝、編碼等原因，導致圖像控制和顯示延時較大。

IP接口外露。IPC高清視頻監(jiān)控技術存在IP接口外露的情況，不能直接構建在公安網上，不能直接與公安網內眾多應用系統(tǒng)關聯(lián)。

3、HD-SDI模式更適用于公安網的一類攝像點建設

公安一類攝像點高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)是直接構架在公安網上，與公安網內的眾多警用系統(tǒng)進行直接關聯(lián)應用。鑒于HD-SDI高清視頻監(jiān)控技術具有圖像傳輸非壓縮，圖像顯示及控制快速低延時，充分做到公安網與外網的隔離，具有非?？煽康陌踩院涂煽啃?，綜上所述，在一類點的建設中應首選HD-SDI的高清視頻建設方案。

二、公安高清聯(lián)網視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設構思

鑒于HD-SDI非壓縮高清視頻監(jiān)控模式更適用于公安網的一類攝像點建設，我們將HD-SDI的建設模式運用于公安高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設中，具體技術構思如下。

1、系統(tǒng)總體要求

公安高清聯(lián)網視頻監(jiān)控系統(tǒng)擬采用不少于二百萬像素(1080P)的高清監(jiān)控設備，使視頻采集、存儲、顯示均達到不少于二百萬像素的高清視頻監(jiān)控效果;同時采用HD-SDI高清技術和后端網絡高清視頻技術相融合的解決方式，系統(tǒng)既有HD-SDI高清視頻監(jiān)控的高清、實時、安全、穩(wěn)定、操作簡單的優(yōu)點，又具有后端IP網絡高清視頻監(jiān)控的開放性、易擴展性、便于視頻瀏覽、存儲的先進性。

2、系統(tǒng)聯(lián)網要求

根據公安高清聯(lián)網視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術特點，擬采用三級聯(lián)網構架;通過公安視頻信息綜合應用管理平臺，實現HD-SDI實時高清視頻監(jiān)控子系統(tǒng)和網絡高清視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的融合，系統(tǒng)邏輯構架如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)邏輯構架示意圖

派出所級監(jiān)控中心：派出所級監(jiān)控中心負責管理本地高清視頻的接入、傳輸、匯聚、編碼、存儲和顯示，前端通過HD-SDI光傳輸網絡接入本地HD-SDI高清視頻，并實現與分局高清視頻聯(lián)網。通過公安網編碼接入本地的高清視頻和調用系統(tǒng)內的高清視頻及錄像。

分局級監(jiān)控中心：分局級監(jiān)控中心負責管理本地高清視頻的接入、傳輸、匯聚、編碼、存儲和顯示，前端通過HD-SDI光傳輸網絡接入本地的HD-SDI高清視頻，并實現與派出所級監(jiān)控中心和市局級監(jiān)控中心的高清視頻聯(lián)網。通過公安網編碼接入本地的高清視頻和調用系統(tǒng)內的高清視頻及錄像。

市局級監(jiān)控中心：市局級監(jiān)控中心負責管理本地高清視頻的接入、傳輸、匯聚、編碼、存儲和顯示，前端通過HD-SDI光傳輸網絡接入本地的HD-SDI高清視頻，并實現與分局級監(jiān)控中心的高清視頻聯(lián)網。通過公安網編碼接入本地的高清視頻和調用系統(tǒng)內的高清視頻及錄像。

3、系統(tǒng)建設內容

公安高清聯(lián)網視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設內容包括三級監(jiān)控中心，分別是派出所級監(jiān)控中心(或警務室)、分局級監(jiān)控中心、市局級監(jiān)控中心。各級監(jiān)控中心連續(xù)圖像編碼存儲優(yōu)先采用HD-SDI高清硬盤錄像機(DVR)或高清網絡硬盤錄像機(NVR)實現編碼存儲功能。同時采用連續(xù)圖像與圖片相結合的方式進行存儲，連續(xù)圖像存儲碼流6M以上,無損壓縮存儲JPEG高清圖片1-2幀/秒。系統(tǒng)結構拓撲示意圖如圖2所示：

派出所級監(jiān)控中心由HD-SDI高清矩陣(匯聚)、HD-SDI光端機、HD-SDI前端和顯示器組成HD-SDI實時高清視頻監(jiān)控子系統(tǒng);網絡高清視頻子系統(tǒng)由網絡視頻管理平臺、存儲和編解碼設備組成。

分局級監(jiān)控中心由HD-SDI高清矩陣(匯聚)、HD-SDI光端機、HD-SDI前端和顯示器組成HD-SDI實時高清視頻監(jiān)控子系統(tǒng);網絡高清視頻子系統(tǒng)由網絡視頻管理平臺、存儲和編解碼設備組成。

市局監(jiān)控中心由HD-SDI高清矩陣(匯聚)、HD-SDI光端機、HD-SDI前端、顯示器組成HD-SDI實時高清視頻監(jiān)控子系統(tǒng);網絡高清視頻子系統(tǒng)由網絡視頻管理平臺、存儲和編解碼設備組成。通過IP網絡視頻管理平臺可擴展集成PGIS地理信息系統(tǒng)、高清卡口等系統(tǒng)。

派出所、分局、市局的監(jiān)控中心之間可根據實際需要通過HD-SDI高清實時監(jiān)控系統(tǒng)實現視頻的互聯(lián)互控，也可通過IP網絡視頻管理平臺實現所有高清網絡視頻的遠程調用、實時瀏覽、錄像回放等功能。

圖2 系統(tǒng)結構拓撲示意圖

4、系統(tǒng)技術要求

高清視頻監(jiān)控要求。前端、傳輸、匯聚、存儲、顯示滿足視頻分辨率為1080P，幀率≥25fps。

高清視頻聯(lián)網要求。本高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網要求，包括傳輸、交換、控制等應滿足GB/T28181-2011《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術要求》的相關規(guī)定。

高清前端要求。傳感器尺寸：一體化云臺或球機≥1/3英寸，槍機或半球≥1/3英寸;有效像素不低于200萬，采用逐行掃描方式

圖像比例為16:9，1920×1080 逐行掃描

幀率：不小于25fps

最低照度：≤0.1 lux(日夜模式下)

高清鏡頭：鏡頭靶面尺寸應不小于攝像機圖像傳感器的靶面尺寸;

鏡頭的有效像素值應不小于攝像機的像素值，分辨率≥200萬像素。

5、高清傳輸要求

HD-SDI實時高清視頻傳輸要求。能同時傳輸HD-SDI高清視頻信號和RS485/RS422/RS232數據信號

支持傳輸1080p/25fps/30fps HD-SDI視頻

傳輸延遲時間要求：

傳輸控制命令數據的延時應小于5毫秒

傳輸視頻圖像數據的延時應小于10毫秒

HD-SDI光纖傳輸質量要求：

網絡時延上限應小于 2毫秒

端到端通信的時延抖動上限應小于 0.5毫秒

端到端通信的丟包率上限應小于1×10ˉ5

安全性要求。本系統(tǒng)安全性要求高，需保持公安網的獨立性，社會視頻專網必須通過安全隔離平臺調用網絡視頻和錄像，可通過HD-SDI光纖向外共享非壓縮實時視頻。

6、高清匯聚要求

匯聚延遲時間要求: 延時應小于20ms

匯聚視頻指標要求:

視頻格式：HD-SDI

輸入阻抗為75歐，接口為BNC

信號幅度：800mV±10%

上沖(下沖)： -10% ~ +10%

校準抖動：HD(100KHZ處)<0.2UI; SD(1KHZ)<0.2UI

定時抖動：HD：(10HZ處)<1UI;SD(10HZ處)<0.2UI(和源有關)

分辨率/幀率： 1280x720P/25fps，1280x720P/30fps,1920x1080P/25fps; 1920x1080P/30fps

具有輸入線纜均衡能力，輸出線纜驅動能力

支持時鐘恢復，去除信號抖動

7、高清編碼要求

支持H.264(或SVAC)編碼和MJPEG編碼;

H.264編碼：主碼流分辨率不小于1080P，輔碼流分辨率支持D1(或4CIF)編碼，幀率≥25fps;支持ISO/IEC 14496–10(即ITU-T H.264/AVC)，視頻碼流的語法內容應依據ISO/IEC 14496-10標準，不應包含非法私有數據格式;

H.264編碼支持CBR(定碼流)和VBR(變碼流)兩種碼率控制方式，CBR碼率波動不應超過15%，編碼帶寬范圍宜為2Mbps~8Mbps可設;

MJPEG編碼：分辨率不小于1080P;支持ISO/IEC 10918標準, 支持比特率控制，支持編碼質量設置;

8、高清平臺功能要求

視頻監(jiān)控管理平臺由管理、索引、視頻轉發(fā)、存儲、點播、GIS模塊、實時監(jiān)控、告警、網管、解碼等模塊組成：

管理模塊應具有對高清設備的管理、配置，操作日志審計，用戶、機構管理功能;

視頻轉發(fā)模塊應具有對高清、標清混合媒體流的轉發(fā)功能;

存儲點播模塊應具有對高清視頻的存儲、管理、檢索、點播回放等功能;

GIS模塊應以PGIS為基礎，將一類點高清、標清視頻進行圖上標注，并整合卡口、警用GPS及350M數字集群等警用業(yè)務信息數據，實現可視化圖上調控;

實時監(jiān)控模塊應具有對高清、標清視頻混合多畫面調控、圖像抓拍、編輯、本地錄像和錄像拼接等功能;

告警模塊應具有對前端設備的故障報警、前端報警信息、異常操作等信息進行報警轉發(fā)和管理;

網管模塊應具有對前端設備、網絡、系統(tǒng)服務和用戶等相關信息進行實時監(jiān)測及歷史數據統(tǒng)計分析功能;

解碼模塊應具有對高清、標清視頻統(tǒng)一解碼輸出的功能;

分局及派出所的高清視頻監(jiān)控平臺必須與市局公安視頻信息綜合應用管理平臺做到無縫對接。

9、高清存儲需求

存儲H.264編碼不小于1080P/25fps的高清視頻，碼流不低于6Mbps，存儲時間不少于30天，無損壓縮存儲JPEG高清圖片不少于1-2幀/秒;

采取在派出所、分局、市局分布式存儲和集中管理的模式，在網絡中可方便調用所有存儲的高清視頻和圖片;

根據實際的應用需要，優(yōu)先采用DVR存儲或NVR網絡存儲方式。

10、高清顯示要求

采用高清顯示器或高清拼接屏顯示;

單屏分辨率支持分辨率1920×1080P;

支持HD-SDI、或HDMI、DVI、CVBS、VGA等視頻接口。

三、結語

目前我國很多城市將在公共場所和重要監(jiān)控區(qū)域建設高清視頻監(jiān)控攝像機，對于直接接入公安網的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現與公安網內的眾多警用系統(tǒng)進行智能化關聯(lián)應用;我們認為前端采用HD-SDI的高清視頻建設方案，能很好地滿足公安實戰(zhàn)的整體需求，隨著HD-SDI設備的普及和價格的逐步下降，HD-SDI監(jiān)控系統(tǒng)在公安高清聯(lián)網視頻監(jiān)控建設中，將發(fā)揮重要的、積極的應用效能。