■ 王秋 陳秋華

高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)在平安工程中所扮演的角色越發(fā)重要。如何保證高清監(jiān)控尤其是網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控的質(zhì)量成為所有業(yè)界人士關(guān)注的重點(diǎn)，總結(jié)全國各地高清監(jiān)控實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)好的高清監(jiān)控系統(tǒng)，往往需要從整體到細(xì)節(jié)全方位立體化地進(jìn)行質(zhì)量技術(shù)提升，才可能讓高清監(jiān)控為人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航。

網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控在平安城市中的應(yīng)用越來越多，更多的用戶愿意并喜歡上了高清視頻監(jiān)控，高清所帶來的超高畫質(zhì)、超寬場景給人以極大的視覺震撼。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。網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控不僅僅可以給用戶帶來更加清晰的圖像細(xì)節(jié)，還能帶給智能分析系統(tǒng)更多的數(shù)據(jù)來源，極大的豐富了監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的再利用再開發(fā)，為人們使用監(jiān)控系統(tǒng)帶來了極大的便利。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，從清晰度上來說，從百萬像素，到200萬，再到300萬、500萬等都已經(jīng)有眾多的產(chǎn)品在市場上應(yīng)用；從市場份額上來說，高清方案已經(jīng)逐漸普及，傳統(tǒng)監(jiān)控領(lǐng)域高清所占市場份額也在逐步增大，據(jù)國際權(quán)威電子行業(yè)研究機(jī)構(gòu)IMS發(fā)布的報(bào)告表明，未來五年內(nèi)，高清監(jiān)控產(chǎn)品所占市場份額將會(huì)超越傳統(tǒng)的標(biāo)清監(jiān)控產(chǎn)品。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，從而使高清真正服務(wù)于大眾，服務(wù)于平安城市建設(shè)，創(chuàng)建和諧社會(huì)的美好夙愿。

網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控簡介

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（如圖1所示）：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，為用戶帶來高清的視覺體驗(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。

圖1：網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

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。

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。

專業(yè)存儲(chǔ)單元

在平安工程建設(shè)中，不僅僅監(jiān)控清晰度越來越高，同時(shí)新增建設(shè)點(diǎn)位也在呈現(xiàn)指數(shù)增長，隨之而來的就是海量數(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)場畫面，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。

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)場執(zhí)法；當(dāng)今，在大聯(lián)網(wǎng)的趨勢下，通過統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，平臺(tái)還承擔(dān)著互通任務(wù)，通過平臺(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)。

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2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2：某指揮中心示意圖

從細(xì)節(jié)提高高清監(jiān)控質(zhì)量

在平安工程高清的發(fā)展涉及到方方面面，由前文所述，可以總結(jié)為5個(gè)字，即“采、傳、存、顯、控”。從這五個(gè)部分，可以看到高清的現(xiàn)狀和問題，從而得到提高監(jiān)控質(zhì)量的方式方法。

前端采集

高清的視頻效果保證首先來源于高清信息的采集，如果沒有前端高清視頻采集，無法談及后端的高清效果。

CMOS更適合高清時(shí)代

不管是高清還是模擬，其攝像機(jī)的清晰度主要取決于感光芯片的性能，主要有CCD和CMOS兩種，在高清監(jiān)控領(lǐng)域，也都有所應(yīng)用。

CCD，即感光耦合元件，它是一種可記錄光線變化的半導(dǎo)體成像器件，因而具有靈敏度高、抗強(qiáng)光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。CCD對(duì)監(jiān)控場景的適應(yīng)性更佳，在低照度下效果表現(xiàn)更好。CCD由以前1/4英寸到現(xiàn)在1/3英寸、1/2英寸甚至2/3英寸等等，代表了其技術(shù)的不斷發(fā)展，再經(jīng)過圖像處理芯片的配合，能夠達(dá)到分辨率720P甚至1080P的輸出。在高清的CCD領(lǐng)域，SONY擁有最高的話語權(quán)，它的IT1方案中基于ICX445的130萬CCD芯片是各大廠家采用最多的一款百萬像素CCD，其有效像素為1280×1024，最高分辨率根據(jù)各家技術(shù)實(shí)力的不同可以到達(dá)720P或者更高的960P，如浙江信產(chǎn)、?？档裙镜陌偃f像素高清產(chǎn)品其最高分辨率都可以達(dá)到1280×960，即960P這個(gè)分辨率；針對(duì)200萬像素的高清監(jiān)控，SONY推出了他們的ICX274芯片，該芯片的大小為1/3英寸，最高分辨率為1600×1200即UXGA分辨率，目前市面上絕大多數(shù)的200萬CCD高清產(chǎn)品都是基于該芯片方案而設(shè)計(jì)的。

CMOS，即互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體。CMOS和CCD一樣同為可記錄光線變化的半導(dǎo)體。CMOS的傳感器相對(duì)于CCD而言最大的缺點(diǎn)在于圖像噪點(diǎn)多，低照情況下表現(xiàn)差，但是，最大的優(yōu)點(diǎn)則是CMOS的制造原理更加簡單，體積更小，功耗可以大大的降低。CCD制造工藝復(fù)雜，只掌握在少數(shù)廠家手中，導(dǎo)致其制造成本居高不下，CCD尺寸每增大一點(diǎn)，成本就呈幾何數(shù)增長，因此如果監(jiān)控要走高清化，CCD顯然發(fā)展前景有限。而CMOS最大特點(diǎn)在于其成本低、功耗低。在獲得相同像素?cái)?shù)的情況下，價(jià)格更低，具有很高性價(jià)比，可以不斷朝更高像素、更高分辨率發(fā)展，而高清監(jiān)控對(duì)成本是非常敏感的，也因此市面上大部分高清攝像機(jī)都采用CMOS。

要做到高清，還需要在寬動(dòng)態(tài)、自動(dòng)白平衡、圖像的銳利度、以及數(shù)字降噪、色彩調(diào)整、光線補(bǔ)償?shù)榷喾矫婕夹g(shù)協(xié)作。只有在這些綜合性能都能夠得到很好體現(xiàn)，并且彼此能夠相互協(xié)調(diào)情況下，才可以說是高清的真正實(shí)現(xiàn)。CMOS與其他圖像處理技術(shù)的結(jié)合要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過CCD，動(dòng)態(tài)范圍更高，響應(yīng)速度也更快，更適合高清監(jiān)控的大數(shù)據(jù)量特點(diǎn)。此外，隨著技術(shù)的發(fā)展，CMOS的靈敏度也得到極大改善，在效果上，如今一些CMOS傳感器與CCD已經(jīng)不相上下甚至已經(jīng)優(yōu)于CCD的實(shí)際效果了。

高清攝像機(jī)需要搭配高清鏡頭

平安工程的高清監(jiān)控不僅對(duì)攝像機(jī)、也對(duì)專業(yè)鏡頭提出了高清化的需求。高清鏡頭對(duì)于高清監(jiān)控具有重要意義。高清時(shí)代的攝像機(jī)清晰度可達(dá)到百萬級(jí)別，但若所搭配的鏡頭與其不匹配，那就無法完全呈現(xiàn)出攝像機(jī)的超高分辨率效果。

在相同的攝像機(jī)情況下，畫面最終的表現(xiàn)，鏡頭的分辨率起了決定性的作用。高清鏡頭優(yōu)于普通鏡頭主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：清晰度、光譜透射能力和光譜矯正能力。高清鏡頭能增強(qiáng)畫面的對(duì)比度和亮度，獲得高清的圖像效果，對(duì)畫面的細(xì)節(jié)表現(xiàn)更豐富。

那么要如何選擇高清鏡頭呢？一般來說，在選擇鏡頭時(shí)要根據(jù)攝像機(jī)的最高分辨率來選擇相同或高于其像素的鏡頭產(chǎn)品。此外，還要根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)具體分析。比如，在需要夜間拍攝的場所，為了讓日夜型攝像機(jī)具有更好的拍攝效果，必須依賴于高清鏡頭具有更大的口徑，如2/3英寸，以及更好的光圈值F，讓攝像機(jī)能夠獲取更多的光通量，協(xié)助攝像機(jī)在夜間獲得更好的拍攝效果。

某些項(xiàng)目攝像機(jī)在使用過程中需要配合紅外補(bǔ)光燈，那么應(yīng)該使用具備IR功能的鏡頭，這樣在夜晚也能得到更加明亮的畫面，同時(shí)也降低夜晚虛焦的問題。而對(duì)于較為苛刻的環(huán)境，例如配合激光燈，對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)監(jiān)控，就要保證非可見光波長在900um時(shí)依然能夠達(dá)到60%以上的透射率。

視頻處理器作用不容忽視

要實(shí)現(xiàn)清晰的圖像質(zhì)量，除了前端鏡頭、傳感器部分對(duì)光線的處理，影像處理部分也是攝像機(jī)中不可忽視的一環(huán)。直接從傳感器中得到的圖像往往效果差強(qiáng)人意，不論色彩還是細(xì)節(jié)都與實(shí)際圖像有很大差距，難以作為事后證據(jù)。經(jīng)過圖像處理，包括面部檢測、噪聲過濾、去壞點(diǎn)、膚色矯正、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)曝光以及邊緣加強(qiáng)等等操作后，可以使圖像變的更加細(xì)膩，更加貼近真實(shí)世界中的圖像。因此采用什么樣的處理器會(huì)直接影響監(jiān)控的效果。

當(dāng)前很多高清攝像機(jī)直接采用CMOS廠商提供的ISP或者一體化CMOS(內(nèi)置ISP圖像處理器)，這些ISP圖像處理器可以應(yīng)付一般的場景，但是對(duì)于需要寬動(dòng)態(tài)的場景，處理效果差。而監(jiān)控系統(tǒng)和消費(fèi)電子或者廣電應(yīng)用模式不同，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，被監(jiān)控對(duì)象無法配合攝像機(jī)的角度，所以在背光、逆光等情況下，普通的ISP圖像處理器則無法提供有效的寬動(dòng)態(tài)圖像，從而造成可視圖像質(zhì)量下降。

在高清時(shí)代，處理器不僅承載了圖像處理與分析、編解碼壓縮等大量工作，還會(huì)嵌入大量的智能分析算法，對(duì)海量高清數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，負(fù)擔(dān)起更重要的作用。

此外，視頻處理器不但支持多格式解碼、多速率多流以及高清多通道功能，而且還可提供音頻、語音以及其它高清視頻編解碼器，可實(shí)現(xiàn)更高的靈活性與更低的設(shè)計(jì)復(fù)雜性。視頻處理器支持從D1、720p乃至高達(dá)30幀每秒的1080p的全系列產(chǎn)品，從而使客戶能夠構(gòu)建可擴(kuò)展的產(chǎn)品線，支持各種編解碼器。ISP軟件實(shí)施可提供視頻穩(wěn)定、面部檢測、噪聲過濾、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)曝光以及邊緣增強(qiáng)等功能。

編碼傳輸

除前端采集外，高清編碼及傳輸也是在監(jiān)控系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，高清視頻常見編碼格式有H.264、M-JPEG、MPEG4等格式。

在這幾種編碼格式中，H.264是目前最有前途的一種編碼格式，相對(duì)于MPEG2、MPEG4而言，其壓縮效率是三種編碼中最高的。H.264標(biāo)準(zhǔn)由國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部（ITU-T）和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會(huì)（ISO/IEC）共同研究發(fā)布，因此H.264有兩個(gè)名稱，一個(gè)是沿用ITU-T組織的H.26x名稱，叫“H.264”，另一個(gè)則是AVC（高級(jí)視頻編碼）。H.264格式的最大特點(diǎn)是在保證畫面質(zhì)量的情況下，它可以把文件大小控制在MPEG2格式的二分之一甚至三分之一。所以其更高的壓縮比、更好的IP和網(wǎng)絡(luò)信道的適應(yīng)性，在數(shù)字視頻通信和存儲(chǔ)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是需要注意的是，H.264獲得優(yōu)越性能的代價(jià)是計(jì)算復(fù)雜度增加，因此H.264的硬件要求是最高的。

目前編碼芯片有以海思為代表的ASIC和以TI為代表的DSP兩大陣營，海思從Hi3510開始，就對(duì)監(jiān)控專用的視頻壓縮技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)研究。在使用H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)下考慮到視頻的時(shí)延性和打包的方便性，推出了2M帶寬的720P實(shí)時(shí)Hi3512高清解決方案，Hi3515芯片方案在此基礎(chǔ)上將性能提升到了1080P@30fps，強(qiáng)化細(xì)節(jié)效果等等。TI的DSP如達(dá)芬奇數(shù)字媒體處理器TMS320DM6467，是基于DSP的SOC（片上系統(tǒng)），集成了300MHz的ARM內(nèi)核和600MHz的DSP內(nèi)核，并采用高清視頻協(xié)處理器，在執(zhí)行H.264HP@L4（1080p30fps、1080i60fps、720p60fps）的同步多格式高清編碼、解碼與轉(zhuǎn)碼方面，表現(xiàn)出色。

在傳輸過程中，高清意味著需要更高帶寬。早期，H.264編碼D1（720×576）畫質(zhì)的碼流為1.5M左右，那么以1080P計(jì)算，畫面尺寸約是D1的5倍，簡單計(jì)算，碼流也是5倍。因此，H.264編碼的一個(gè)1080P高清畫面所用帶寬約為8M，與D1畫質(zhì)的MPEG2相當(dāng)。而如今，隨著H.264最高制式H.264 High profile以及H.265的應(yīng)用開發(fā)，1080P尺寸畫面的碼流也已經(jīng)可以做到2M左右了，由此可以看出，對(duì)于“高清”，網(wǎng)絡(luò)傳輸并沒有特別的要求。目前，在一些平安城市或多級(jí)聯(lián)網(wǎng)的項(xiàng)目中，大都采用專網(wǎng)或者光纖。相比模擬傳輸，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳輸高清視頻具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。

目前高清在編碼傳輸中遇到一個(gè)最大的問題就是各個(gè)廠家雖然都采用H.264編碼但是格式不統(tǒng)一，各家的編解碼設(shè)備不能混用，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，雖然ONVIF的出現(xiàn)使得這一現(xiàn)象有解決辦法，但是由于各家對(duì)ONVIF協(xié)議的理解和認(rèn)知層面的差異，即使IPC和平臺(tái)都做了對(duì)ONVIF的支持，也可能面臨著對(duì)接及互訪不成功的現(xiàn)象。

高清存儲(chǔ)

對(duì)于高清平臺(tái)存儲(chǔ)來說，存儲(chǔ)的類型一般采用兩種方式：分布式存儲(chǔ)和集中存儲(chǔ)；存儲(chǔ)設(shè)備部分，一般會(huì)有：NVR網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)和IPSAN兩種存儲(chǔ)設(shè)備。其中NVR作為一個(gè)新興的產(chǎn)品，在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)尤其是高清攝像機(jī)的普及中扮演著非常重要的角色，其主要功能是對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻流進(jìn)行錄像、存儲(chǔ)，并提供實(shí)時(shí)顯示和代理轉(zhuǎn)發(fā)等功能，一般多采用嵌入式架構(gòu)，硬解碼支持多路網(wǎng)絡(luò)標(biāo)清或者高清攝像機(jī)接入。有些廠家的NVR可以支持16路標(biāo)清或者8路高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的接入；嵌入式硬解碼，可以實(shí)時(shí)預(yù)覽，錄像；內(nèi)置硬盤可以存儲(chǔ)；內(nèi)置代理轉(zhuǎn)發(fā)模塊可以對(duì)接入的視頻流進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；此外還帶有VGA、BNC以及HDMI等多種輸出接口可以解碼上墻顯示；此外它還可以作為節(jié)點(diǎn)設(shè)備，在系統(tǒng)做中做節(jié)點(diǎn)監(jiān)控和分布式存儲(chǔ)；高清存儲(chǔ)的另一個(gè)重要設(shè)備就是IPSAN。

隨著高清的普及，IPSAN在存儲(chǔ)中扮演著越來越重要的角色，尤其是在當(dāng)今的平安工程建設(shè)當(dāng)中，幾乎都已經(jīng)采用了直存方式的IPSAN集中存儲(chǔ)。IPSAN通過采用IP構(gòu)架的以太網(wǎng)傳輸，具備良好的擴(kuò)展性、共享性和較低的分?jǐn)倯?yīng)用成本，而存儲(chǔ)介質(zhì)使用的是高可靠的監(jiān)控級(jí)硬盤甚至是企業(yè)級(jí)硬盤，容量一般是TB級(jí)別，隨著4TB硬盤甚至更高容量的產(chǎn)品走入我們視線，大型高清監(jiān)控系統(tǒng)PB級(jí)海量存儲(chǔ)解決方案也得到普遍應(yīng)用。

存儲(chǔ)的可靠性在平安工程中處于相當(dāng)核心的地位。通過高清監(jiān)控系統(tǒng)，將會(huì)有海量的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到IPSAN中，而每一路每一時(shí)刻的數(shù)據(jù)對(duì)于用戶而言都可能是關(guān)鍵核心數(shù)據(jù)，這就要求IPSAN存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的高可靠性。目前在業(yè)界，專業(yè)的監(jiān)控用IPSAN已經(jīng)占據(jù)了大部分網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控存儲(chǔ)市場。專業(yè)存儲(chǔ)的可靠性體現(xiàn)在多方面，不僅僅有專業(yè)的針對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)控級(jí)或企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)硬盤作為數(shù)據(jù)保護(hù)，還有專門的數(shù)據(jù)備份方案，因?yàn)閱慰坑脖P的穩(wěn)定性還不能保證數(shù)據(jù)的不丟失，必須要針對(duì)硬盤可能出現(xiàn)故障而采取相應(yīng)的措施，目前市場上主要采用RAID技術(shù)，硬盤熱備份技術(shù)來進(jìn)一步加強(qiáng)多塊硬盤的穩(wěn)定，另外針對(duì)設(shè)備本身的冗余方案，如冗余電源、冗余風(fēng)扇、冗余電池、雙BIOS系統(tǒng)等等，可以保證存儲(chǔ)主機(jī)在出現(xiàn)一些硬件故障時(shí)能繼續(xù)正常工作，當(dāng)然隨之而來的還會(huì)有容災(zāi)備份方案，這就升華到解決方案級(jí)別的存儲(chǔ)方案了，可以在之前所提及的幾種方案均失效的時(shí)候給存儲(chǔ)系統(tǒng)以更全面的保護(hù)，加之現(xiàn)今提及的云存儲(chǔ)方案，實(shí)際上市容災(zāi)備份方案的升級(jí)和衍生，云存儲(chǔ)直接可以避開硬件設(shè)備的限制，將所有存儲(chǔ)資源進(jìn)行云分配，從而從應(yīng)用層層面對(duì)存儲(chǔ)進(jìn)行可靠性保護(hù)。對(duì)于存儲(chǔ)系統(tǒng)尤其是高清存儲(chǔ)系統(tǒng)的保護(hù)，隨著新技術(shù)新理念的不斷深入，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的零丟失可以說已經(jīng)成為了平安工程項(xiàng)目體系中的現(xiàn)實(shí)目標(biāo)了。

目前高清存儲(chǔ)面臨的一個(gè)問題就是在大路數(shù)多級(jí)聯(lián)網(wǎng)的高清項(xiàng)目中，如何降低存儲(chǔ)的成本，一方面這需要壓縮算法的改進(jìn)，一方面需要硬盤及IPSAN的成本下降。在算法方面，目前已經(jīng)有廠家在使用H.264或H.265編碼制式，使得單路存儲(chǔ)碼流大大下降：如浙江信產(chǎn)，可以實(shí)現(xiàn)2M碼流傳輸720P的高清圖像，使一路高清一小時(shí)的存儲(chǔ)空間大約在1.8G左右。而硬件成本的下跌也是IT化的一個(gè)趨勢，所以，在IT不斷發(fā)展的過程中，存儲(chǔ)質(zhì)量的提高讓平安工程和高清監(jiān)控系統(tǒng)的質(zhì)量有著傲人的成效。

平臺(tái)控制

目前在平臺(tái)尤其以大規(guī)模高清監(jiān)控平臺(tái)遇到問題最為典型，例如：視頻設(shè)備數(shù)量龐大；由于項(xiàng)目是分期建設(shè)，前端設(shè)備的品牌很雜，如何實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理；實(shí)施過程中網(wǎng)絡(luò)環(huán)境多種多樣，非常雜亂；在多級(jí)聯(lián)網(wǎng)的情況下，還經(jīng)常涉及到多級(jí)聯(lián)網(wǎng)的問題，對(duì)接起來非常困難；平安工程規(guī)模不斷發(fā)展，系統(tǒng)的擴(kuò)容型、維護(hù)性如何保證，這些都是平臺(tái)控制面臨的非常嚴(yán)峻的問題。

模塊化管理

目前，眾多高清平臺(tái)部署采用“分而治之”的策略將高清監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成化整為零，將大系統(tǒng)建設(shè)問題按管理分級(jí)、業(yè)務(wù)分層、設(shè)備分類進(jìn)行逐級(jí)分解為小系統(tǒng)建設(shè)問題，以邏輯上的虛擬條帶為構(gòu)建基礎(chǔ)單元解決系統(tǒng)中大量設(shè)備的管理、擴(kuò)充問題，并實(shí)現(xiàn)病毒和網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的隔離，避免了單點(diǎn)故障擴(kuò)散到整個(gè)系統(tǒng)。而統(tǒng)一管理是在解決每個(gè)小系統(tǒng)的問題后再把每個(gè)小系統(tǒng)堆疊起來進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)靈活的系統(tǒng)擴(kuò)充，也便于系統(tǒng)建設(shè)分步實(shí)施。而且充分考慮高清標(biāo)清的兼容性問題，采用“中間件服務(wù)器”概念對(duì)錄像流媒體做支撐，實(shí)現(xiàn)模擬視頻全實(shí)時(shí)，數(shù)字視頻高清晰的技術(shù)要求；對(duì)大規(guī)模的視頻監(jiān)控實(shí)施統(tǒng)一的資源管理，開放的設(shè)備兼容性，實(shí)現(xiàn)不同廠家設(shè)備的互聯(lián)互通；在顯示部分，支持多畫面分割顯示，多類型切換模式滿足不同用戶的觀看需求；集成靈活的警情接入，實(shí)現(xiàn)全面的報(bào)警聯(lián)動(dòng)，對(duì)多級(jí)的聯(lián)網(wǎng)調(diào)度實(shí)現(xiàn)直觀的場景定位；以及集成應(yīng)急預(yù)案宏策略，完善的日志記錄，鍵盤客戶端操作，GIS地圖矢量定位等等功能來確保大規(guī)模高清監(jiān)控平臺(tái)的業(yè)務(wù)需求和平穩(wěn)運(yùn)行。

不斷推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化

隨著平安工程建設(shè)的不斷深入，平臺(tái)互聯(lián)也成為了各大平安城市建設(shè)的必修課。所以，很多標(biāo)準(zhǔn)也就應(yīng)運(yùn)而生，比如浙江省的DB33/T 629.6-2011標(biāo)準(zhǔn)，即《跨區(qū)域視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)共享技術(shù)規(guī)范》，以及新國標(biāo)GB/T28181-2011《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》，通過一系列標(biāo)準(zhǔn)的推廣與應(yīng)用，各級(jí)平臺(tái)的互聯(lián)問題也就有章可循了，高清系統(tǒng)平臺(tái)化建設(shè)這一課題也在監(jiān)控大聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)中不斷走向標(biāo)準(zhǔn)化。

.云計(jì)算的應(yīng)用

如今云計(jì)算在高清監(jiān)控系統(tǒng)中已經(jīng)有了眾多成功的案例，云計(jì)算的出現(xiàn)，可以解決眾多平臺(tái)應(yīng)用中錯(cuò)綜復(fù)雜的問題。引入云計(jì)算，高清監(jiān)控系統(tǒng)至少應(yīng)該在信息采集層面、交互處理層面以及擴(kuò)展維護(hù)層面，滿足相應(yīng)的先決條件。

在信息采集層面，由于平安工程具備豐富的已經(jīng)建設(shè)和新建的采集設(shè)備，同時(shí)，在信息處理計(jì)算壓力非常大的今天，借鑒云計(jì)算的思想，整體系統(tǒng)需要采取分布式計(jì)算的思路，前端設(shè)備除了具備最基本的采集功能的同時(shí)，也具備有分析、存儲(chǔ)功能。在信息服務(wù)層面，通過智能的接入，將各種標(biāo)準(zhǔn)、非標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備進(jìn)行整合接入，同時(shí)，集中存儲(chǔ)系統(tǒng)也考慮到將結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的存儲(chǔ)管理。在交互處理層面，可以將服務(wù)層面已經(jīng)初步加工的信息，結(jié)合各類業(yè)務(wù)需求，進(jìn)行深入加工。

基于上述需求，云計(jì)算可實(shí)現(xiàn)以下應(yīng)用：

系統(tǒng)部署與運(yùn)維：利用云計(jì)算提供的虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)安防系統(tǒng)的快速部署、系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控與故障遷移。

海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：數(shù)據(jù)是安防系統(tǒng)的核心，它既包括視頻、圖片、模擬量等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，也包括人員信息、設(shè)備信息、配置信息等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，通過云存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索、讀取。

智能分析：利用云計(jì)算提供的計(jì)算資源池，實(shí)現(xiàn)海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的特征分析，如視頻智能分析、視頻元數(shù)據(jù)處理、人臉識(shí)別、車牌識(shí)別等，把非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)化的描述數(shù)據(jù)，以便計(jì)算機(jī)二次處理。很難想象沒有云計(jì)算支撐的智能分析系統(tǒng)如何從數(shù)百PB數(shù)據(jù)中提取出關(guān)鍵信息。

智能統(tǒng)計(jì)：利用云計(jì)算提供的計(jì)算資源池，實(shí)現(xiàn)海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)安防態(tài)勢做出實(shí)時(shí)判斷與趨勢預(yù)測，如人流量統(tǒng)計(jì)、車流量統(tǒng)計(jì)。

智能檢索：利用云計(jì)算提供的計(jì)算資源池，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的智能檢索，它不再是數(shù)據(jù)的簡單比較，而是通過規(guī)則的過濾實(shí)現(xiàn)對(duì)安防數(shù)據(jù)的綜合化應(yīng)用。如根據(jù)人員特征、車輛特征檢索視頻，通過告警的時(shí)間、地點(diǎn)檢索相關(guān)聯(lián)的監(jiān)控資源。

基礎(chǔ)安防服務(wù)平臺(tái)化：隨著安防跟其他行業(yè)的融合，安防應(yīng)用多樣化的趨勢明顯，但安防的基礎(chǔ)服務(wù)是穩(wěn)定的，如存儲(chǔ)服務(wù)、報(bào)警服務(wù)、消息服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)等，在云架構(gòu)下提供一個(gè)統(tǒng)一的安防基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)會(huì)提高安防應(yīng)用的研發(fā)效率。

安防應(yīng)用虛擬化：利用云計(jì)算提供的基礎(chǔ)框架，可以實(shí)現(xiàn)安防應(yīng)用的虛擬化部署，從而實(shí)現(xiàn)安防應(yīng)用的按需部署。

云計(jì)算在平臺(tái)乃至整個(gè)安防領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，這不僅僅是一種技術(shù)趨勢，更是高清監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的需要，同時(shí)，云計(jì)算理性的釋放，才能讓高清監(jiān)控得到有效的提升。

高清顯示

高清的解碼顯示通常由高清解碼器或者高清網(wǎng)絡(luò)矩陣來完成，通過高清解碼器或者高清網(wǎng)絡(luò)矩陣配合網(wǎng)絡(luò)鍵盤使用可以實(shí)現(xiàn)畫面切換，高清上墻，輪詢切換等。以高清輸出接口來說，目前主流有的VGA和HDMI等接口，HDMI接口代表著高清顯示接口，它的主要特點(diǎn)是色彩還原度高，畫質(zhì)無損耗。

在顯示器這部分，一般分為LCD、PDP兩種。受高清電視技術(shù)發(fā)展的影響，監(jiān)控顯示設(shè)備的高清化速度非?？?。以往傳統(tǒng)顯示設(shè)備中還有CRT顯示器，CRT器件具有亮度高、反差大、色彩還原好、圖像細(xì)膩等特點(diǎn)，但由于受到自身重量、體積、功耗等因素影響，CRT監(jiān)視器已經(jīng)退出新建監(jiān)控系統(tǒng)。而LCD、PDP器件由于采用逐點(diǎn)顯示方式，沒有回掃線，具有圖像細(xì)膩、無閃爍現(xiàn)象，不易造成視覺疲勞的優(yōu)勢。其中，LCD監(jiān)視器以輕薄、省電為特色，PDP以高亮度、大尺寸聞名。在軌道交通、平安城市等大型圖像聯(lián)網(wǎng)指揮中心，已經(jīng)大量使用了LCD/PDP拼接大屏。

結(jié)束語

在監(jiān)控領(lǐng)域，高清化，網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代已經(jīng)來臨，高清作為監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的主要方向之一，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來新的變革，高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控正在以一種高姿態(tài)、高要求進(jìn)入我們的世界，不斷滿足市場競爭需求，不斷改變著平安工程視頻監(jiān)控理念。隨著各個(gè)廠家對(duì)高清市場的重視，高清相關(guān)方案的完善，以及平安工程對(duì)于高清日益增長的需求，高清必將會(huì)取代標(biāo)清，成為監(jiān)控市場的主導(dǎo)者。