視頻監(jiān)控系統(tǒng)高清化淺析

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      網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控在平安城市中的應(yīng)用越來(lái)越多，更多的用戶愿意并喜歡上了高清視頻監(jiān)控，高清所帶來(lái)的超高畫(huà)質(zhì)、超寬場(chǎng)景給人以極大的視覺(jué)震撼。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控逐漸取代模擬監(jiān)控、高清監(jiān)控逐漸取代標(biāo)清監(jiān)控已經(jīng)成為了當(dāng)今平安城市建設(shè)中不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控不僅僅可以給用戶帶來(lái)更加清晰的圖像細(xì)節(jié)，還能帶給智能分析系統(tǒng)更多的數(shù)據(jù)來(lái)源，極大的豐富了監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的再利用再開(kāi)發(fā)，為人們使用監(jiān)控系統(tǒng)帶來(lái)了極大的便利。高清視頻監(jiān)控，正一步步改變著人們的生活。

　　網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控正突飛猛進(jìn)的發(fā)展，從清晰度上來(lái)說(shuō)，從百萬(wàn)像素，到200萬(wàn)，再到300萬(wàn)，500萬(wàn)等都已經(jīng)有眾多的產(chǎn)品在市場(chǎng)上應(yīng)用;從市場(chǎng)份額上來(lái)說(shuō)，高清方案已經(jīng)逐漸普及，傳統(tǒng)監(jiān)控領(lǐng)域高清所占市場(chǎng)份額也在逐步增大，據(jù)國(guó)際權(quán)威電子行業(yè)研究機(jī)構(gòu)IMSRESEARCH發(fā)布的報(bào)告表明，未來(lái)五年內(nèi)，高清監(jiān)控產(chǎn)品所占市場(chǎng)份額將會(huì)超越傳統(tǒng)的標(biāo)清監(jiān)控產(chǎn)品[1]。面對(duì)高清潮流，在平安工程的建設(shè)中，用戶尤其是公安民警們更需要關(guān)注的是，如何讓網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定良好的運(yùn)行，從而使高清真正的服務(wù)于大眾，實(shí)現(xiàn)平安杭州，和諧家園的美好夙愿。

　　一、網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控簡(jiǎn)介

　　圖1.網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　如圖1所示，這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，由五個(gè)部分構(gòu)成：前端采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、專業(yè)存儲(chǔ)單元、控制平臺(tái)單元以及圖像顯示單元。其實(shí)，網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)也是由這五個(gè)基本的部分組成，只是，和傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)所不同的是，高清監(jiān)控的每一部分都要求適應(yīng)高清視頻的需求，如前端采集部分，則需要高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)作為采集單元，只有這樣，用戶最終從圖像顯示單元所看到的圖像才可能是高度清晰的、細(xì)節(jié)充分的畫(huà)面，當(dāng)然，此時(shí)的圖像顯示單元也是高清圖像顯示單元，如高清解碼設(shè)備、高清拼接屏等。

　　網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的五個(gè)部分有機(jī)結(jié)合，形成一個(gè)完整可靠的整體，為用戶帶來(lái)高清的視覺(jué)體驗(yàn)。各個(gè)部分各施其職，在一個(gè)完整標(biāo)準(zhǔn)的高清監(jiān)控系統(tǒng)中，五個(gè)部分缺一不可。

　　1.高清前端采集單元

　　前端采集單元，一般而言，包括治安監(jiān)控?cái)z像機(jī)、卡口攝像機(jī)以及電子警察等攝像單元。以治安監(jiān)控?cái)z像機(jī)為例，可以分為云臺(tái)攝像機(jī)和固定攝像機(jī)，這兩者的區(qū)別，顧名思義，即是否可以進(jìn)行云臺(tái)控制、是否可以進(jìn)行攝像方向的調(diào)整，在平安工程應(yīng)用中，它們經(jīng)常以球型攝像機(jī)和槍型攝像機(jī)的形式出現(xiàn)。其實(shí)，對(duì)于平安工程而言，攝像機(jī)還有很多非常重要的性能指標(biāo)值得關(guān)注，比如彩色低照度性能、強(qiáng)光抑制功能、圖像幀數(shù)等基本指標(biāo)，這些指標(biāo)都決定著一臺(tái)前端攝像機(jī)(包括高清攝像機(jī))采集圖像的效果好壞。圖2所示是一臺(tái)槍型攝像機(jī)。

　　圖2.槍型攝像機(jī)

　　2.數(shù)據(jù)傳輸單元

　　既然是網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)就尤為重要，這就要求在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候要充分考慮到網(wǎng)絡(luò)狀況，對(duì)網(wǎng)絡(luò)要進(jìn)行專門(mén)專業(yè)的設(shè)計(jì)和考慮。在網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)正是數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾休d體。

　　在平安工程中，通常會(huì)涉及到多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇，包括接入交換機(jī)、匯聚交換機(jī)以及核心交換機(jī)，不同交換機(jī)在視頻承載網(wǎng)中分?jǐn)偛煌娜蝿?wù)。網(wǎng)絡(luò)也有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括總線型、環(huán)型、星型以及混合型，各種拓?fù)浜透鞣N網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配合在一起，可以組成多種多樣的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，應(yīng)對(duì)不同的視頻監(jiān)控系統(tǒng)需求。所以，在網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，一個(gè)好的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，一個(gè)好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)正常高速的運(yùn)轉(zhuǎn)，極其關(guān)鍵。圖3是核心交換機(jī)。

　　圖3.核心交換機(jī)

　　3.專業(yè)存儲(chǔ)單元

　　在平安工程建設(shè)中，不僅僅監(jiān)控清晰度越來(lái)越高，同時(shí)新增建設(shè)點(diǎn)位也在呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)，隨之而來(lái)的就是海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理。在監(jiān)控系統(tǒng)中，存儲(chǔ)單元同樣是必不可少的，視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅需要實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面，更關(guān)鍵的是，還可以在事件或事故之后及時(shí)回看事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)時(shí)的狀況，這就對(duì)專業(yè)存儲(chǔ)單元提出了嚴(yán)格的要求。平安工程中要求事發(fā)錄像能及時(shí)查看、迅速查找、完整保存，也就要求了錄像回放速度的快速，錄像搜尋的高效，以及錄像保存的可靠。另外，錄像存儲(chǔ)成本一直是業(yè)界津津樂(lè)道的一個(gè)話題，眾所周知，數(shù)據(jù)量越大，要求的存儲(chǔ)設(shè)備也就越多，設(shè)備維護(hù)工作也就越大，設(shè)備功耗也水漲船高，從而存儲(chǔ)成本隨之增加，在高清監(jiān)控系統(tǒng)中，海量的高清數(shù)據(jù)使存儲(chǔ)成本的探討也更具意義。

　　4.控制平臺(tái)單元

　　監(jiān)控平臺(tái)相當(dāng)于整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的大腦，它是系統(tǒng)與用戶實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)的橋梁，也是用戶管理查看系統(tǒng)工作狀態(tài)的工具。一個(gè)基礎(chǔ)的監(jiān)控平臺(tái)可以對(duì)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的配置和管理，比如讓前端設(shè)備與后端存儲(chǔ)進(jìn)行合理的通信，制定相應(yīng)的存儲(chǔ)策略，設(shè)定不同權(quán)限用戶的優(yōu)先級(jí)，查看系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)等等;監(jiān)控平臺(tái)還可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，遠(yuǎn)程控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)、機(jī)動(dòng)變焦鏡頭的焦距縮放，或是對(duì)實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行手動(dòng)抓拍，實(shí)現(xiàn)非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法;當(dāng)今，在大聯(lián)網(wǎng)的趨勢(shì)下，通過(guò)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，平臺(tái)還承擔(dān)著互通任務(wù)，通過(guò)平臺(tái)對(duì)接，可以完成不同監(jiān)控系統(tǒng)之間的交流管理，在平安工程中則表現(xiàn)為上級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)管理下級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)，下級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)推送視頻數(shù)據(jù)到上級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)。

　　5.圖像顯示單元

　　圖像顯示單元是監(jiān)控系統(tǒng)的窗戶，用戶通過(guò)它可以看到實(shí)時(shí)圖像和錄像回放，這也正是視頻監(jiān)控系統(tǒng)所存在的目的。圖像顯示單元一般分為兩個(gè)部分:解碼設(shè)備和顯示設(shè)備，解碼設(shè)備負(fù)責(zé)將編碼數(shù)據(jù)解碼為顯示設(shè)備能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)顯示設(shè)備實(shí)現(xiàn)圖像的顯示。在高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，由于視頻數(shù)據(jù)的海量性，使得解碼設(shè)備的工作量相對(duì)較高，所以對(duì)其性能要求也就更高，同時(shí)還要求解碼設(shè)備能夠?qū)D像顯示進(jìn)行分配管理，如實(shí)現(xiàn)輪巡、分屏等基本顯示功能。而一個(gè)好的顯示器才能夠提供好的畫(huà)面質(zhì)量，所以對(duì)于高清視頻而言，高清顯示器也是必不可少。圖4所示為公安民警正在利用指揮中心中的客戶端和電視墻對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)操作。

　　圖4.某指揮中心示意圖