胡帆

摘要：本文根據(jù)新疆人影標準化作業(yè)點的建設與要求，參照《安全防范工程的程序與要求》等相關國標、部標及相關規(guī)定等，提出一套采用MPEG/H.264編碼，支持CBR和VBR等碼流控制技術，支持遠程維護的高清視頻無線傳輸系統(tǒng)設計方案。

Abstract： According to construction of Xinjiang silhouette standardized operation point and the requirements， and according to the relevant national standard such as "Procedures and Requirements of Safety Prevention Engineering"， and the relevant provisions of the Ministry and other related procedures and requirements， this paper put forward a set of design scheme of HD video wireless transmission system which uses the MPEG/H.264 coding， supports CBR and VBR coding stream control technology and supports remote maintenance.

關鍵詞：人影；標準化；高清視頻；無線傳輸

Key words： silhouette；standardizatied；HD video；wireless transmission

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）35-0217-02

0 引言

新疆地處中國大陸最西部，氣候干旱、有冰雹、沙塵暴等多發(fā)的災害性天氣。

在作業(yè)季節(jié)，對火箭和高炮進行上百次的操作，如果沒有一個系統(tǒng)、直觀、精準的監(jiān)督調度規(guī)范，無疑會對社會安全構成極大隱患。為進一步推動人影作業(yè)向著規(guī)范化、科學化軌道邁進，通過新疆人影標準化炮點及火箭車移動聯(lián)網監(jiān)控技術規(guī)范的研制，將大大減少人影作業(yè)監(jiān)管不規(guī)范對人身安全社會安全及公共財產安全的極大隱患，為實現(xiàn)自治區(qū)跨越式發(fā)展和長治久安奠定基礎。

1 無線傳輸系統(tǒng)簡介

能夠完成作業(yè)點與上級指揮部的實時通訊，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的實時交互功能。利用先進的H.264視頻壓縮技術3G（WCDMA＼EVDO＼TD-SCDMA）無線通信技術，能夠適應超低帶寬下的視頻傳輸，畫面清晰流暢無馬賽克。設備支持2G/3G網絡，同時支持雙卡疊加，使收到的信號更加穩(wěn)定，提高無線帶寬。保證遠程監(jiān)控圖像與現(xiàn)場監(jiān)控圖像同步，使得傳輸畫面穩(wěn)定。

2 無線傳輸系統(tǒng)設計

視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端組成包括本地硬盤錄像監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)字化網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

自上世紀九十年代中期開始，計算機處理能力逐年提升，再加上視頻技術的不斷完善，人們采集和處理視頻都開始利用具有高速數(shù)據(jù)處理能力的計算機，不僅增強了視頻監(jiān)控的功能，還提高了圖像質量。模擬輸入與數(shù)字壓縮、顯示和控制系統(tǒng)被稱為第二代視頻監(jiān)控系統(tǒng)，它是一種基于多媒體計算機的系統(tǒng)。由于數(shù)字設備是其核心設備，因此其也被稱為數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

該系統(tǒng)系統(tǒng)平臺，采用CreMedia7數(shù)字化遠程網絡監(jiān)控系統(tǒng)，一般分為以下幾個部分：采集前端設備，中心管理平臺，用戶觀看接口。

2.1 視頻采集設備

視頻采集設備主要是完成視頻信號的采集功能，一般指攝像機，當前市場上的攝像機從外形上區(qū)分可分為針孔攝像機、半球形攝像機、槍式攝像機和高速球等，其中最為常用的是槍式攝像機和高速球，應結合監(jiān)控場所實際情況合理選用攝像機，既要保證畫面符合需求，也要考慮性價比。

2.2 視頻編碼技術

網絡視頻編碼器：是一種內置Web服務器的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，集視頻采集、圖像壓縮、網絡傳輸?shù)裙δ転橐惑w，集成標準I/O接口和串口為一體。嵌入式設計，接通電源便可以獨立工作，把采集的模擬視頻，壓縮編碼后，變成數(shù)字圖像信息傳輸?shù)骄W絡上；用戶可以通過IE瀏覽器或者專用客戶端軟件進行實時圖像監(jiān)控，可與CR系列解碼器組成點對點監(jiān)控系統(tǒng)或與視頻監(jiān)控平臺組成集中監(jiān)控系統(tǒng)。此外，本系統(tǒng)還在編碼器中整合了現(xiàn)場外設控制、現(xiàn)場告警信號采集等功能，使得其前端工作能力更加完備。編碼器的優(yōu)勢如下：

①超強MPEG/H.264編碼能力，高達120幀/秒，支持D1分辨率；前處理技術獨一無二，視覺細節(jié)更加精準。

②支持DHCP和PPPOE協(xié)議，能夠動態(tài)獲取IP，支持動態(tài)撥號，可通過ADSL、等接入網絡。

③利用網絡可在線升級所有軟件，支持遠程維護。

④嵌入式結構設計，內置硬件狗，確定穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)運行。

⑤支持多種PTZ協(xié)議，協(xié)議可擴展，工業(yè)標準的控制I/O，支持多路報警聯(lián)動。

⑥多路雙向語音通信，支持G723等多種語音編解碼算法，音視頻同步。

⑦采用數(shù)據(jù)流Des加密技術，不僅支持分級用戶權限管理，還大大提高了網絡通信安全性。

⑧超低碼率，支持CBR和VBR等碼流控制技術。強大的連接技術，能夠應對惡劣網絡環(huán)境，即使網絡環(huán)境較差其視頻流暢傳輸也不會受到影響。endprint

2.3 網絡傳輸系統(tǒng)

該系統(tǒng)基于網絡傳輸，網絡既可以是有線網絡，如DDN、專線、寬帶等，也可以是無線網絡，如WCDMA、衛(wèi)星等。

只要建立覆蓋全部監(jiān)控點的網絡傳輸系統(tǒng)，根據(jù)不同項目特點選用不同傳輸線路來實施，既可以利用電信現(xiàn)有的寬帶網絡傳輸資源，也可以通過架設專網方式實現(xiàn)。

傳輸系統(tǒng)的設計可根據(jù)客戶需要采用電信現(xiàn)有公網和CDMA傳輸方式：

公網傳輸：即利用電信現(xiàn)有的傳輸網絡，中國電信公司擁有豐富的網絡帶寬資源和成熟的網絡傳輸資源，并在監(jiān)控中心部署安徽創(chuàng)世科技“CreMedia7.0”平臺系統(tǒng)，用戶不需要專門建立網絡傳輸系統(tǒng)，可以節(jié)約投資。同時，安徽電信網絡系統(tǒng)擁有過硬的網絡安全解決方案。

設備網絡傳輸采用現(xiàn)有CDMA無線數(shù)據(jù)通道，采用多信道捆綁技術，增大帶寬，抑制無線網絡的不穩(wěn)定，傳輸清晰流暢的數(shù)字視頻。隨著3G網絡的成熟和業(yè)務推廣，也可以采用先進的H.264視頻壓縮技術2G/3G（WCDMA＼EVDO＼TD-SCDMA）無線通信技術，實現(xiàn)作業(yè)點前端設備對中心視頻監(jiān)控管理平臺的接入。

①高清無線傳輸。

以3G網絡為例，在高速移動的過程中傳輸速率可以到達500kbps以上，已經完全可以實現(xiàn)D1錄像的傳輸。

而 4G網絡的速度是3G網絡的10倍，下載速度最高達100M，上傳速度為20～50M，完全可以傳輸高清720P/1080P視頻；通過調整碼流和幀率，更可以支持720P和1080P的錄像傳輸。

本方案中，車載無線傳輸采用2G/3G傳輸模式，傳輸鏈路采用運營商的專網，能夠滿足單路或多路視頻傳輸?shù)男枰?，同時傳輸?shù)囊曨l能夠更清晰、流暢。

②整個網絡傳輸部分。

作業(yè)點前端設備傳輸網絡包括2G/3G等實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，實現(xiàn)對Internet的接入，將音視頻數(shù)據(jù)轉發(fā)至中心視頻監(jiān)控管理平臺。并將數(shù)據(jù)上傳至2G/3G/4G基站，接入到運營商專網，手機端以反向登陸的方式，接入視頻監(jiān)控平臺，平臺再將音視頻數(shù)據(jù)轉發(fā)至相關手機客戶端上，使手機兼有無線視頻服務器及攝像頭功能，可以隨時隨地進行視頻回傳。在現(xiàn)有的手機操作系統(tǒng)環(huán)境下，可使手機客戶端實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)實時交互的功能。整個網絡傳輸示意圖如圖2所示。

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