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        城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

        2016-10-18 07:56:00李陽(yáng)德
        中國(guó)新通信 2016年16期

        李陽(yáng)德

        【摘要】 我國(guó)城市化進(jìn)程加快,在大中城市里,由于大量的流動(dòng)人口涌入,貧富差距的加速等社會(huì)矛盾的陸續(xù)上升,就業(yè)與城市接收能力的限制,導(dǎo)致各地在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)交通、治安、資源等大量的新的城市管理難題,因此運(yùn)用現(xiàn)代化電子技術(shù)、通信技術(shù),新的城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為社會(huì)管理的重要工具之一。

        【關(guān)鍵詞】 視頻監(jiān)控 攝像機(jī) 編碼 IP-SAN

        一、視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展過(guò)程

        幾十年的時(shí)間,視頻監(jiān)控系統(tǒng)從最初的模擬視頻監(jiān)控到數(shù)字視頻監(jiān)控再發(fā)展到現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控。從技術(shù)角度出發(fā),視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展劃分為第一代模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)(又稱閉路電視監(jiān)控系統(tǒng))(Closed Circuit Television,簡(jiǎn)稱CCTV),到第二代基于“計(jì)算機(jī)+多媒體卡”的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR),到第三代完全基于IP網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IPVS)。

        1.1第一代模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)

        第一代模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)是傳統(tǒng)模擬閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在1970年左右出現(xiàn),并得到了大力推廣和充分應(yīng)用。第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備由四個(gè)部分組成,即前端的信號(hào)采樣、中間的信號(hào)傳輸、后臺(tái)的切換控制和顯示部分。

        1.2第二代視頻監(jiān)控系統(tǒng)

        第二代視頻監(jiān)控系統(tǒng)又稱為數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng),其核心設(shè)備是硬盤(pán)錄像機(jī)(DVR)。硬盤(pán)錄像機(jī)是在1990 年初面世的,其在21世紀(jì)初獲得了廣泛的應(yīng)用。

        1.3 第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)

        第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)又稱為網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng),在近十年里,其發(fā)展勢(shì)頭可謂迅猛,已得到市場(chǎng)的普遍接受。其系統(tǒng)構(gòu)成的主要組件有網(wǎng)絡(luò)攝像槍、編碼(解碼)器、監(jiān)控平臺(tái)、存儲(chǔ)服務(wù)器。

        二、視頻監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹

        視頻監(jiān)控系統(tǒng)涉及的技術(shù)很多,關(guān)鍵技術(shù)主要有六大類:數(shù)字視頻壓縮與編碼技術(shù)、數(shù)字視頻的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、海量視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)技術(shù)、視頻監(jiān)控場(chǎng)景中的人/物體的識(shí)別與跟蹤技術(shù)、視頻監(jiān)控場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)與告警技術(shù)、IP-SAN存儲(chǔ)技術(shù)。本文主要涉及數(shù)字編碼技術(shù)和視頻存儲(chǔ)技術(shù)。

        2.1 MPEG編碼技術(shù)

        視頻編碼是指利用某些壓縮技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同視頻格式的轉(zhuǎn)換。視頻傳輸?shù)木幋a標(biāo)準(zhǔn)主要有三個(gè):互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、M-JPEG 標(biāo)準(zhǔn)、MPEG 標(biāo)準(zhǔn),其由運(yùn)動(dòng)圖像專家組制定,屬于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織。

        MPEG4 支持音頻和視頻兩種形式的編碼。音頻編碼方面,MPEG4 通過(guò)于一定的編碼工具,使混合聲音與自然聲音以及混合視覺(jué)與自然視頻的編碼得以實(shí)現(xiàn)。MPEG4最明顯的特點(diǎn)是圖像分辨率高而且壓縮率高。

        2.2 IP-SAN 存儲(chǔ)技術(shù)

        直接附加存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)以及存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)是監(jiān)控系統(tǒng)主要的三種存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)。存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Storage Area Networks,簡(jiǎn)稱SAN),將各種存儲(chǔ)設(shè)備集中起來(lái)形成一個(gè)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò),以便于數(shù)據(jù)的集中管理。

        IPSAN 具有優(yōu)勢(shì):

        (1)建設(shè)低成本;(2)協(xié)議通用型強(qiáng);(3)易于綜合應(yīng)用;(4)易于擴(kuò)展。

        三、視頻監(jiān)控系統(tǒng)傳輸設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

        3.1 傳輸實(shí)現(xiàn)方案

        1)幾種主要的傳輸方式

        視頻監(jiān)控系統(tǒng)中視頻信號(hào)的傳輸方式主要有以下幾種方式。

        (1)光纖傳輸(2)網(wǎng)絡(luò)傳輸(3)無(wú)線傳輸(4)雙絞線傳輸

        平安城市類視頻監(jiān)控?cái)z像頭的安裝位置一般離監(jiān)控中心較遠(yuǎn),對(duì)帶寬需求更大,對(duì)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性要求更高,故采用光纖傳輸?shù)姆绞?/p>

        2)光纖傳輸系統(tǒng)的組成及實(shí)現(xiàn)原理

        在光纖傳輸系統(tǒng)中,圖像質(zhì)量與三個(gè)要素有關(guān),分別是鏡頭、環(huán)境和監(jiān)視器。傳輸系統(tǒng)的電光信號(hào)轉(zhuǎn)換器,它可以將鏡頭采集到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),被載在光波上,再經(jīng)光纜傳輸,被光電信號(hào)接收/轉(zhuǎn)換器接收。此接收/轉(zhuǎn)換器將接收到的光信號(hào)再次轉(zhuǎn)換為電信號(hào),并經(jīng)過(guò)解調(diào)后,供監(jiān)視器顯示。

        3.2社會(huì)治安類傳輸網(wǎng)絡(luò)方案

        派出所機(jī)房接入網(wǎng)完成對(duì)監(jiān)控點(diǎn)多臺(tái)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的互聯(lián),采用接入網(wǎng)IP地址,通過(guò)光纖將數(shù)據(jù)匯聚至派出所監(jiān)控機(jī)房。視頻專網(wǎng)完成平臺(tái)服務(wù)器、專用圖像客戶端等中心設(shè)備互聯(lián)。

        社會(huì)治安類派出所機(jī)房接入網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)如圖1所示:

        前端由一臺(tái)高清攝像機(jī)與光纖收發(fā)器互聯(lián),通過(guò)光纜傳輸網(wǎng)絡(luò),打通上行鏈路,每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)需占1芯光纜,匯集至機(jī)房分中心的光信號(hào)由機(jī)架式光纖收發(fā)器還原為網(wǎng)絡(luò)信號(hào)后上傳至派出所接入網(wǎng)交換機(jī)。

        3.3 卡口電警類傳輸網(wǎng)絡(luò)方案

        高清治安卡口網(wǎng)絡(luò)傳輸由路口局域網(wǎng)、接入網(wǎng)和中心視頻專網(wǎng)三部分組成??陔娋瘋鬏斁W(wǎng)絡(luò)如圖2所示。前端由一部工業(yè)交換機(jī)將路面高清抓拍單元與全景球機(jī)互聯(lián),組成路口局域信息交換系統(tǒng),交換機(jī)連接光纖收發(fā)器打通上行鏈路,每個(gè)卡點(diǎn)占用1芯光纜,匯聚至監(jiān)控中心的光信號(hào)由光纖收發(fā)器轉(zhuǎn)換信號(hào)后上傳至接入機(jī)房匯聚交換機(jī)。

        四、總結(jié)與展望

        隨著新科技的發(fā)展,在視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中,越來(lái)越多相關(guān)數(shù)字技術(shù)將會(huì)得到更好的普及與應(yīng)用,平安城市建設(shè)目前在技術(shù)應(yīng)用上也是不斷創(chuàng)新,特別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展,必將為城市治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)帶革命性的變化。

        參 考 文 獻(xiàn)

        [1]李民英. 城市監(jiān)控報(bào)警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理平臺(tái)解決方案[J]. 中國(guó)安防, 2007(5)

        [2]趙剛, 吳超. 淺談視頻電子警察工程系統(tǒng)集成[J]. 中國(guó)交通信息化, 2011(4)

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