城市高清视频监控系统
解决方案
2018年2月
目录
第1章系统概述 (4)
1.1 系统概述 (4)
1.2 高清特点 (4)
1.3 设计原则 (9)
第2章系统总体设计 (11)
2.1 总体设计思路 (11)
2.2 系统拓扑结构 (12)
2.3 系统功能特点 (12)
第3章高清视频监控前端 (16)
3.1 高清监控点组成 (16)
3.2 前端高清摄像机 (16)
3.2.1 摄像机选型原则 (16)
3.2.2 高清摄像机选型 (17)
第4章图像传输与存储 (20)
4.1 高清图像编码 (20)
4.1.1 高清视频编码阵列 (20)
4.1.2 高清网络编码卡 (21)
4.1.3 高清编码特点 (22)
4.2 集中存储 (22)
4.3 传输带宽分析 (23)
4.3.1 预览高清图像码流 (23)
4.3.2 存储高清图像码流 (23)
第5章中心图像显示系统 (24)
5.1 图像显示系统组成 (24)
5.2 高清视频解码阵列 (25)
5.2.1 高清解码阵列 (25)
5.2.2 高清网络解码卡 (26)
5.2.3 阵列机箱和电源 (27)
第6章视频信息综合管理平台 (28)
6.1 管理平台构架 (28)
6.2 管理平台功能 (29)
第1章系统概述
1.1 系统概述
随着视频监控技术的高速发展，城市视频监控中对产品的要求也在不断提高，功能要求更加完善、稳定，性能要求更加清晰、准确。传统监控系统大部分都只能到达CIF（352×288）或者4CIF（704×576）的分辨率，存在图像清晰度低、可看范围小等缺点，在城市道路、广场、展馆、车站等大范围监控场合，都迫切需要清晰度更高、可看范围更大的监控手段，以满足迅速准确的找到监控目标、看清面部特征和车牌照的监控效果。
2008年举世瞩目的北京奥运会取得了圆满的成功，其中安防监控系统采用了很多新产品、新技术，为奥运会的顺利举办提供了坚实可靠的安全保障，其中一项就是高清视频监控显示及图像智能分析的应用，新建了不少高清视频监控点，高清视频监控的应用经过了实战的检验。
1.2 高清特点
由于受到成本的限制，高清在视频监控行业一直未得到有效地应用。而现在芯片技术及压缩算法的发展，高清的视频监控产品逐渐兴起。现在D1标清视频压缩格式业已正式写入数字硬盘录像系统(DVR)国家标准。高清摄像机和高清视频编解码器也逐步得到应用和推广，其清晰度可以达到1920*1080或1600*1200，高清视频监控系统提供的高质量视频图像，将为城市社会治安监控效果带来显著的提升。
1)图像清晰度更高、细节更加清楚
传统的标清分辨率的图像对于多数的监控场景，基本上无法对细节进行分辨。而当发生案件时，从录像资料中很难对监控现场涉案的人员、物品准确认定，不具备很好的对侦破工作的指导性和法律质证能力。在一些重要的监控场所，应采用高清摄像机获取高清晰度的监控画面，更能清楚地呈现监控原貌。高清视频监控图像与标清视频图像清晰度的直观比较如下图所示：
高清和标清图像效果比对
2)监控目标覆盖范围更广、提高监控效能
在传统的标清监控技术构架下，为了保证监控的覆盖率，尽可能
的减少监控死角，需要安装部署相当规模数量的监控摄像机，监控系统规模不断扩大，从几百路向成千上万路甚至数十万路的规模发展。如此规模庞大的监控资源，在同一时间里却只有极少部分能够得到实时的监控，而绝大多数监控图像被无差别的记录保存下来，从而形成了海量级的视频录像数据资料。而这些规模庞大的录像资料中也仅有极少部分因可能与某些已知的事件相关联而被备份以外，其他的录像信息则不断的被新的录像数据所覆盖。这就是典型的传统监控系统大规模、高成本、低效率的建设应用现状。
在高清监控技术构架下，单台高清摄像机能够相当于几台普通摄像机的监控覆盖面，且图像分辨率更高、信息量更丰富，因此采用高清监控可以非常有效的缩减系统规模，节省传输链路和设备，从而减少总体建设成本，高清监控技术将推动视频监控系统建设应用向着集约化、效能化转变。如图下图所示：一台高清摄像机即可覆盖整个十字路口，实现原先需要多个摄像机才能达到的功能。
高清视频监控的大范围覆盖效果图示
3)高清摄像机能实现数字PTZ功能
高清摄像机不仅提升了图像清晰度，使得数字PTZ功能得以体现，也就是在整幅大图像中对某个局部细节进行放大或移动。而且这种大范围整幅图像监控拍摄，不会错过监控范围内的任何情况，给日后的调阅查证提供了有效手段。同时由于数字PTZ方式没有机械移动部件，设备也更经久耐用。
4)有利于图像识别和智能视频分析的应用
图像识别和智能分析技术一直未能得到业界普遍期待的大规模应用，主要原因是识别的精确度离用户的期待还有不小的差距，而图像的分辨率则是影响识别精确度的主要因素。
高清摄像机图像信息高清摄像机采用先进的感光器使图像细节更加清晰、更加细腻，逐行扫描方式可以给我们提供更好的图像质量，有效解决了隔行扫描带来的梳状模糊现象，给智能分析等应用提供了有利的前提条件，这对于车牌、人脸识别等智能分析应用具有重要意义。
如下图所示，高清摄像机在城市道路监控中使用是，监控区域能覆盖多个车道，同时清晰地记录车牌号码、前排司乘人员特征、车辆颜色、外形等特征，这是一个普通标清摄像机所不能同时实现的。
高清视频图像道路监控中的效果
1.3 设计原则
1. 先进性
本系统采用先进的、具有前瞻性的视频监控技术，包括200万像素数字高清技术、高清视频编解码技术、视频海量存储和高效检索技术和视频智能分析技术等。同时采用先进的综合视频管理平台，借鉴海量多媒体资料管理系统的经验和技术，不仅实现对高清、标清视频的统一管理，还应实现整个系统设备的运维管理，以及各类视频综合智能化应用。
2. 可靠性
系统设计、设备选型、调试、安装等环节都严格执行国家、行业的有关标准及公安部门有关安全技术防范的要求，贯彻质量条例，采用稳定、可靠的技术设备，确保系统级别的高稳定性和可靠性，满足7×24小时、全年365天的全天候长期稳定运行。
系统中核心的数字高清编码阵列、存储设备、重要的服务器及后台服务软件等，支持掉电恢复后设备及软件自动恢复正常连接、断网或网络风暴恢复后设备及软件自动恢复正常连接，启动过程无需过多人工干预。
3、安全性
系统传输采用专网，充分利用光纤资源，保证视频信息、控制信息网络传输的安全和畅通，避免采用互联网和VPN进行传输。同时设备接入、传输采用加密技术，提供网络非法入侵保护和避免信息非法被窃取。
