數(shù)字視頻監(jiān)控方案

1、大氣探測場區(qū)數(shù)字高清視頻監(jiān)控設(shè)計方案說明一、概述近年來，隨著信息化建設(shè)的不斷深入，遠距離實時監(jiān)控作為大氣探測管理的一種新型技術(shù)手段，越來越得到認同。尤其是得到一些分布式管理的大中型大氣探測場區(qū)的青睞。采用最新的計算機、通訊、圖像處理和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將遠程監(jiān)控和報警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有機的結(jié)合起來，有效管理生產(chǎn)和服務(wù)流程，預(yù)防、打擊違法犯罪，使監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用提高到一個新的水平。大型大氣探測視頻監(jiān)控系統(tǒng)不但可以對進出大氣探測場區(qū)的人流、物流進行監(jiān)控，提高大氣探測的安全保衛(wèi)水平，而且可以通過對車間、生產(chǎn)線、辦公區(qū)的監(jiān)控，提高大氣探測管理水平和生產(chǎn)效率。此方案旨在提高大氣探測場區(qū)的安保和生產(chǎn)管理水平，保證大氣探測場

2、區(qū)人、財、物的安全。隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，安全防范技術(shù)市場得到了充分的發(fā)展。各種技術(shù)應(yīng)用于安全防范技術(shù)設(shè)施中，對維護社會治安，保障人民生命財產(chǎn)的安全起到了重要作用。其中，應(yīng)用最廣泛，發(fā)展時間較長的是視頻監(jiān)控系統(tǒng)。閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)主要分為：模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)采用模擬監(jiān)控方式，需要在每一臺前端攝像設(shè)備和監(jiān)控中心之間敷設(shè)視頻電纜、電源線和控制信號線，而通常情況下各監(jiān)控點和監(jiān)控中心距離較遠，為此需花費大量人力物力穿墻打洞埋管敷線。而且如果某些監(jiān)控點和監(jiān)控中心之間距離過長的話，為避免影響傳輸控制效果，還需要加一些特定的中繼設(shè)備。在監(jiān)控中心，為實現(xiàn)控制、顯示、錄像功能

3、，需配備、畫面分配器、控制切換矩陣等諸多繁雜設(shè)備，而操作者也需要經(jīng)過一定的培訓(xùn)才能掌握對眾多的電器設(shè)備的操作。此外，模擬監(jiān)控最大的弊端是圖像質(zhì)量不高，常常難于提供清晰可靠的監(jiān)控圖像，不利于事后的調(diào)查取證工作。因此，無論從建設(shè)成本、施工難度或系統(tǒng)應(yīng)用的便捷性和實用性方面考慮，傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控方式已越來越不適應(yīng)于類似于實際應(yīng)用需要。數(shù)字高清監(jiān)控系統(tǒng)的推廣勢在必行。二、系統(tǒng)功能及特點數(shù)字百萬高清監(jiān)控系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)的全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品，完全克服了傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)的種種缺陷，畫質(zhì)清晰操作維護簡潔，并且在功能和性能上更勝一籌。本系統(tǒng)主要利用最新的計算機處理技術(shù)，將前端數(shù)字攝像機的音視頻數(shù)字信號通過網(wǎng)絡(luò)

4、傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，在監(jiān)控中心統(tǒng)一顯示管理并做高清錄像。系統(tǒng)拓撲圖如下：什么是百萬高清監(jiān)控，這是相對于比分辨率來說的，目前模擬攝像機通常較高的分辨率為540TVL，傳輸至后端設(shè)備DVR時，DVR內(nèi)的采集芯片最高只能處理768X576分辨率像素的圖像，因此模擬攝像機最高理論畫質(zhì)只有四十萬像素左右，真實清晰度則只有二三十萬像素水平。而純數(shù)字高清攝像機則可以做到百萬高清的720P（1280X720）、1080P(1920X1080)、甚至幾百上千萬像素。百萬高清監(jiān)控已經(jīng)不再是某一個廠家的口號，現(xiàn)在整個安防市場已經(jīng)是百萬高清監(jiān)控產(chǎn)品的PK舞臺。綜觀整個安防市場，到處都是百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機的身影。對比百萬像

5、素的高清畫質(zhì)之后，傳統(tǒng)DVR、標清已不盡人意，百萬高清監(jiān)控必將整體提升安防監(jiān)控質(zhì)量，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)多媒體等技術(shù)的發(fā)展，百萬高清監(jiān)控與網(wǎng)絡(luò)攝像機的有效結(jié)合將是未來的發(fā)展趨勢。 首先，百萬高清攝像機與模擬攝像機最大的差別在于畫質(zhì)上的飛躍，傳統(tǒng)模擬攝像機原本分辨率就不高，加之要受到反復(fù)的A/D轉(zhuǎn)換、電磁傳輸干擾、隔行掃描、D1畫面的合成反交錯等視頻損傷，實際到達人眼前時效果已經(jīng)大打折扣，所以無論是D1還是4CIF等只不過是理論數(shù)值，在實際應(yīng)用中清晰度則完全達不到理論數(shù)值水平。而數(shù)字攝像機采用的是數(shù)字信號傳輸，它將光信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，然后由DSP進行圖像壓縮與處理，最后通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)

6、字壓縮視頻輸出，數(shù)字攝像機在抗電磁干擾性、逐行掃描、畫面分辨率方面都擁有傳統(tǒng)模擬攝像機不能比擬的優(yōu)勢。其次，傳統(tǒng)模式彩色攝像機采集垂直分辨率，PAL制式下625線，去消隱后575線，最高達到540線左右已經(jīng)是目前的極限，而數(shù)字高清攝像機最低可達800線以上。并且從分辨率上來看，傳統(tǒng)模擬攝像機最高分辨率最高可以達到D1或者4CIF左右，約合40萬像素，而數(shù)字攝像機則沒有此項限制可以達到百萬級像素甚至千萬級像素，兩者之間在像素和清晰度方面的表現(xiàn)則根本不可同日而語。 第三，數(shù)字百萬高清攝像機采用的圖像掃描模式為逐行掃描，每一幀圖像均由電子束按順序地一行接著一行的連續(xù)掃描而成，而統(tǒng)模擬攝像機的掃描模式

7、則采用隔行掃描，隔行掃描的行掃描頻率為逐行掃描時的一半。隔行掃描由于其工作原理所以在應(yīng)用中擁有諸多缺點，例如產(chǎn)生行間閃爍效應(yīng)、出現(xiàn)并行現(xiàn)象或出現(xiàn)垂直邊沿鋸齒化現(xiàn)象等不良效應(yīng)等，并導(dǎo)致整體運動畫面清晰度降低。百萬高清的發(fā)展必然趨勢得到絕大多數(shù)安防界大氣探測的認同，尤其是最近一兩年，毫無疑問，百萬高清監(jiān)控將是未來安防監(jiān)控發(fā)展的必然趨勢。之前影響百萬高清攝像機發(fā)展的主要因素是價格，早期的百萬高清攝像機幾乎都出自國外廠家或者他們的代理，價格非常貴 ，動輒上萬一個，百萬高清攝像機的國產(chǎn)化意味著價格的大幅下降，國產(chǎn)百萬高清攝像機發(fā)展到今年，價格已經(jīng)是越來越逼近傳統(tǒng)的模擬攝像機，使更多的用戶能用得起百萬高清

8、攝像機。其實早在四五年前數(shù)字百萬高清產(chǎn)品在市場上出現(xiàn)時，由于當(dāng)時的帶寬、硬盤、處理器、技術(shù)水平、價格等綜合環(huán)境因素的限制，一開始就表現(xiàn)出了與市場的不適應(yīng)，并且由于當(dāng)時配套設(shè)施的技術(shù)水平有限，在實際應(yīng)用中不僅表現(xiàn)不出應(yīng)有的優(yōu)勢，反而出現(xiàn)了許多應(yīng)用弊端。正是因為這些弊端造成了市場對于數(shù)字百萬高清產(chǎn)品的許多誤解，這些誤解限制了數(shù)字百萬高清產(chǎn)品的快速發(fā)展。數(shù)字高清監(jiān)控系統(tǒng)和傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)最大的區(qū)別在于數(shù)字高清攝像機采集的圖像采用的是逐行掃描，而模擬攝像機采集的圖像采用的是隔行掃描。逐行掃描和隔行掃描的區(qū)別： 每一幀圖像由電子束順序地一行接著一行連續(xù)掃描而成，這種掃描方式稱為逐行掃描。把每一幀圖像通過

9、兩場掃描完成則是隔行掃描，兩場掃描中，第一場(奇數(shù)場)只掃描奇數(shù)行，依次掃描1、3、5行，而第二場(偶數(shù)場)只掃描偶數(shù)行，依次掃描2、4、6行。隔行掃描技術(shù)在傳送信號帶寬不夠的情況下起了很大作用，逐行掃描和隔行掃描的顯示效果主要區(qū)別在穩(wěn)定性上面，隔行掃描的行間閃爍比較明顯，逐行掃描克服了隔行掃描的缺點，畫面平滑自然無閃爍。在電視的標準顯示模式中，i表示隔行掃描，p表示逐行掃描。 隔行掃描電視有個缺點，就是當(dāng)圖像上下兩行的對比度差別很大時產(chǎn)生行間閃爍，針對這個缺點，人們又回過頭來把早已拋棄幾十年的逐行掃描電視機撿了回來。實際上這個是跟電腦學(xué)的，早期的電腦顯示器（如：單顯、CGA、EGA）也是用隔

10、行掃描，后來發(fā)明了VGA顯示器才改成逐行掃描。顯示器把隔行掃描改成逐行掃描，顯示并沒增加，但行掃描頻率須提高一倍或好幾倍，視頻帶寬也需增加了好幾倍。逐行掃描的優(yōu)點：逐行掃描獨有非線性信號處理技術(shù)將普通隔行掃描電視信號轉(zhuǎn)換成480行掃描格式，幀頻由普通模擬電視的每秒25幀提高到60至75幀，實現(xiàn)了精確的運動檢測和運動補償，從而克服了傳統(tǒng)掃描方式的三大缺陷。我們可以來做個比較，在50分之一秒的時間內(nèi)，隔行掃描方式先掃描奇數(shù)行，在緊跟著的50分之一秒內(nèi)再掃描偶數(shù)行，然而逐行掃描則是在50分之一秒內(nèi)完成整幅圖像的掃描。經(jīng)逐行掃描出來的畫面清晰無閃爍，動態(tài)失真較小。若與逐行掃描電視、數(shù)字高清晰度電視配合

11、使用則完全可以獲得勝似電影的美妙畫質(zhì)。數(shù)字百萬高清監(jiān)控系統(tǒng)不僅功能強大，在性能上也超過常規(guī)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾方面：1、 高品質(zhì)的圖像質(zhì)量：所有攝像機均是百萬高清數(shù)字攝像機，分辨率達到1280×720，每秒25幀數(shù)全實時，圖像清晰自然，網(wǎng)絡(luò)延時短（平均在0.2秒以內(nèi)），且低照性能優(yōu)越（0.05Lux），提供豐富的曝光模式選擇，以適用于各種復(fù)雜的監(jiān)控環(huán)境；2、 施工維護低難度、低成本：不需敷設(shè)大量的視頻電纜、電源線和采用特定的傳輸設(shè)備（例如光端機），本系統(tǒng)采用總線分布式的組網(wǎng)方式，施工簡單，所需傳輸設(shè)備成本低（例如交換機、光纖收發(fā)器），且利于日后的維護；3、

12、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，可擴容性、升級性強：采用標準的組網(wǎng)方式，支持IP單播、組播功能。采用模塊化設(shè)計，無論前端擴容和中心擴容都可以充分利用前期資源，降低擴容投入成本。前端攝像機和中心管理軟件均支持本地升級，無需硬件改動便可實現(xiàn)系統(tǒng)功能的升級。4、 易操作性：監(jiān)控中心系統(tǒng)管理軟件的操作平臺是Windows XP中文版，控制界面為圖形方式，界面友好，用戶可以非常迅速地熟悉操作軟件。5、 自主開發(fā)：系統(tǒng)的核心硬件設(shè)備和管理軟件均屬自主開發(fā)，能夠及時提供良好的售后服務(wù)，響應(yīng)用戶的特殊需求，針對用戶的要求進行功能方面的量身定做（例如報警聯(lián)動、流媒體服務(wù)器）。三、數(shù)字高清監(jiān)控系統(tǒng)的組成本方案所設(shè)計的數(shù)字高清視頻監(jiān)

13、控系統(tǒng)根據(jù)功能可以劃分為前端圖像采集系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)和顯示與記錄系統(tǒng)（即中控室終端）。1、前端圖像采集系統(tǒng)前端圖像采集系統(tǒng)主要由純數(shù)字高清攝像機組成，主要負責(zé)監(jiān)控各個通道、重點出入口區(qū)域的圖像采集。在每個監(jiān)控點安裝百萬高清數(shù)字攝像機，根據(jù)監(jiān)控環(huán)境的不同選用普通槍機、紅外槍機、紅外半球和高速球等不同的機型。主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)：采用1/3英寸低照度感光器，相對普通高清紅外攝像機具有更大的感光面積，在低照度下的成像效果遠遠高于普通高清紅外攝像機。極大的改善低照度效果、提升畫質(zhì)、信噪比。為日夜兩用型，白天彩色，晚上紅外陣列燈開啟，配合超低照度感光器出色的畫質(zhì)，解決高清數(shù)字攝像機相對黑暗環(huán)境成像效果不清

14、晰的現(xiàn)狀。2、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)由網(wǎng)線、核心交換機及匯聚交換機組成。前端數(shù)字高清攝像機通過網(wǎng)線和交換機級聯(lián)（最多4次）進入?yún)R聚交換機，然后通過網(wǎng)線全部接入監(jiān)控中心機房交換機。即將前端數(shù)字高清攝像機采集的圖像通過網(wǎng)線和交換機級聯(lián)進入監(jiān)控中心的核心交換機。主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)：交換機交換機是一種能向高清攝像供電的專業(yè)交換機，通過網(wǎng)線同時對前端多路攝像機供電，無需外接電源供電，免去了繁瑣的電源布線，同時它還具有延長傳輸距離作用，直接通過交換機供電，傳輸距離可達150米。當(dāng)攝像機與錄像機網(wǎng)絡(luò)直連距離超出150米時，通過加接該交換機可以讓傳輸距離再繼續(xù)延伸150米。3、顯示與記錄系統(tǒng)（即中控室終端）主

15、要設(shè)備的技術(shù)參數(shù)：純數(shù)字硬盤錄像機該數(shù)字高清監(jiān)控系統(tǒng)不僅功能強大，在性能上也超過常規(guī)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)。可實時顯示任意一路或多路監(jiān)控點的影音信息，進行實時監(jiān)測?？蓪θ我宦窋z像機的顯示效果、錄像速度進行設(shè)置，以達到最佳效果。n 可對某一路或某幾路重要監(jiān)控點的圖像進行多種模式的存儲錄像。 n 重要錄像資料可以備份和播放。可對錄像資料進行多種智能檢索和回放。可任意控制前端云臺和攝像機鏡頭，選取最佳角度和距離監(jiān)測現(xiàn)場情況。n 具備強大的聯(lián)網(wǎng)傳輸功能，可將各路監(jiān)控信號遠傳廣域網(wǎng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。實現(xiàn)視頻報警聯(lián)動錄像，即報警后可自動啟動錄像同時啟動聲光報警信號；通過在數(shù)字硬盤錄像機上的設(shè)置，可將監(jiān)控信號上傳到internet網(wǎng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。其他網(wǎng)絡(luò)分控端具有的功能：作為網(wǎng)絡(luò)分控端必需具備三個條件才能夠?qū)崿F(xiàn)分控管理的功能。包括：分控端的分控計算機必須與中心數(shù)字主控設(shè)備聯(lián)網(wǎng)；在分控計算機上安裝專用分控軟件并運行；享有最高管理員的授權(quán)和密碼。具體功能有：n 通過網(wǎng)絡(luò)可以隨時觀看所有監(jiān)控點的視頻圖像，并能進行存儲錄像，而且可以遠程查看錄像資料。通過網(wǎng)絡(luò)和分控軟件