高清视频监控系统技术方案.ppt

1、 所谓高清（所谓高清（High DefinitionHigh Definition）意）意思就是思就是“高分辨率高分辨率”，标清监控系统中，标清监控系统中，常用的常用的D1D1分辨率为分辨率为720720576576，而目前高，而目前高清视频常用的分辨率分别是：清视频常用的分辨率分别是：12801280720720（720P720P）和）和1920192010801080（1080i/P1080i/P），其画面宽高比均为），其画面宽高比均为16:916:9。l HDTVHDTV分辨率分辨率 标清监控系统细节放大示例标清监控系统细节放大示例高清监控系统细节放大示例高清监控系统细节放大示例l 高分

2、辨率、画质清晰高分辨率、画质清晰l 合理的宽高比例合理的宽高比例4:316:9非压缩方式（非压缩方式（HD-SDIHD-SDI接口）：接口）：HD-SDI方式采用无损压缩的方式，将高清视频信号通过清视频传输设备，配合光纤链路传送至中心端。传输码率最高可达 1.485Gbps。压缩方式（压缩方式（IPIP网络接口）：网络接口）：IP网络方式采用编码压缩的方式，将高码率的视频信息，压缩为适合网络传输的IP方式，压缩后的码流压缩后的码流10Mbps10Mbps，直接采用网络方式进行传送。在布线难度大的区域，更可以采用无线进行覆盖。用户需求分析用户需求分析l 街面治安管理业务街面治安管理业务(覆盖面广

3、、控制区域环境复杂覆盖面广、控制区域环境复杂)如何提高街面视频监控系统的使用比率，增强系统的综合联动功能，降低操作人员的工作强度，有效的达到治安业务对街面视频监控系统的期望值，而非一个简单的视频观看平台，就依赖于图像质量的极大提高。l 刑侦办案业务刑侦办案业务(信息重要信息重要)高清晰的视频图像系统建设能强化刑侦部门收集情报信息的能力和提高情报信息的准确率，为实现情报主导警务战略而服务。l 城市应急业务城市应急业务(控制面广，操作人员工作压力巨大控制面广，操作人员工作压力巨大 )高清图像系统的建设能确保突发事件确认的准确性，提高指挥人员的指令正确率，为快速反应人员争取了宝贵的反应准备时间。l

4、交通应用系统交通应用系统(信息量大、实时性强信息量大、实时性强)配合对应的视频分析系统，实现对交通事件过程的实时监测、报警、记录、传输和统计，直观地监视道路交通状况，使交通管理部门在有限警力的情况下，对道路交通安全管理进行实时监测。高高 清清 监监 控控 解解 决决 方方 案案高清网络监控系统的主要构成包括高清摄像机、视频编码器、通信网络、服务器与存储系统以及视频管理软件等。高清网络监控系统的主要构成包括高清摄像机视频编码器(高清IP摄像机）、通信网络、服务器与存储系统以及视频管理软件等。l HD-SDI接口高清摄像机+高清编码器l IP高清摄像机两种方式两种方式u 传感器：1/1.8英寸CC

5、D，像素不低于200万u 分辨率：1600*1200（4:3）或1920*1080（16:9）u 输出接口：HD-SDI或CamLinku 帧率：不低于25帧/秒u 自动增益控制u 电子快门u 自动白平衡u 强光抑制l 高清摄像机高清摄像机u 视频输入：HD-SDI信号高清视频/BNC接口u 编码方式：H.264+Motion JPEG 码流1：H.264，分辨率/帧率：1920*108025P 码流2：Motion JPEG，分辨率/帧率：1920*10805fpsu 一路音频u 10/100M自适应以太网口u RS422，RS485控制数据接口u 报警输入输出l 高清编码器高清编码器u 高

6、度集成：集成摄像功能和编码功能，并可进行扩展应用如嵌入 智能分析模块等u 高分辨率：130万/200万/300万/500万u 100M以太网口u H.264或MJEPG或MPEG 4或双码流u 音频u 报警输入输出汇聚设备：汇聚设备：工业级以太网交换机 传输设备：传输设备：以太网光电收发器 爱卫视（iVN）是一套分布式高清数字视频监控管理平台，支持多厂家高清数字IP摄像机和高清编码器的接入，同时也直接标清IP系统和矩阵的接入。iVN实现对高清数字视音频的实时监控、存储与回放、视频分析与报警管理，节点管理，权限管理，设备状态管理，系统配置等功能。1.兼容多种视频接入模式2.分布式多级联网3.录像

7、组回放4.报警管理5.视频分析6.负载均衡7.N+1备份8.IDU模拟视频输出功能 iVN具有多级联网功能，实现从一级中心、二级中心、三级中心等多级联网，单个iVN节点可自成系统，多个iVN节点形成iVN联网系统，真正实现统一资源、统一编号、统一权限、统一管理。liVN客户端视频监控管理软件；l提供实时视频监控功能，并支持对云台的PTZ控制功能、数字视频的数字PTZ功能；l支持轮巡监控，包括多窗口轮巡、单窗口轮巡；l支持多窗口控制，包括1/4/8/9/16画面模式、全屏（单画面或多画面）显示；l支持标量电子地图功能。l提供录像检索与回放功能，支持本地文件回放、录像文件下载回放、时间点流回放等功

8、能；l支持录像组回放：选定多个摄像机、录像播放的起点时间后点击组播放按钮，在多画面窗口中对比回放每个摄像机的同时刻录像。l标量电子地图；l电子地图分层显示，按节点、区域模式划分；l地图服务器存储，客户端同步更新功能。l移动目标跟踪l人/车流量计数l逆行检测l越线检测l烟火检测l视频保护：遮挡镜头、移动视场、丢失l入侵检测（围墙等）l进入/退出区域l人群密度检测l徘徊检测l遗留物检测l违章停车检测l物体出现/消失检测l支持第三方算法扩展分布式存储系统结构分布式存储系统结构高高 清清 标标 清清 兼兼 容容 爱卫视（iVN）支持多厂家高清系统接入，同时也支持标清系统的接入。兼容多品牌、多型号高标清

9、设备：DVR、编码器、摄像机、矩阵系统。支持多种像素规格：1.3MP、2.0MP、3.0MP、5.0MP支持多种格式码流：M-JPEG、MPEG4、H.264支持高清视频低码流转发：4CIF、CIF、QCIF多种网络传输模式：TCP、UDP(单播、组播)如上图结构所示，高清标清转换局部放大图如下如上图结构所示，高清标清转换局部放大图如下附录：相关背景知识附录：相关背景知识l NTSCNTSC与与PALPAL分辨率分辨率l VGAVGA分辨率分辨率l HDTVHDTV分辨率分辨率 视频采集系统组成：视频采集系统组成：高清摄像机、百万像素镜头、云台防护罩及供电、防雷等配套设备高清摄像机、百万像素镜

10、头、云台防护罩及供电、防雷等配套设备影响图像质量的要素：影响图像质量的要素：高清摄像机：靶面尺寸、分辨率、图像传感器（高清摄像机：靶面尺寸、分辨率、图像传感器（CCD/CMOSCCD/CMOS）、图像）、图像 扫描（逐行）、图像处理（背光补偿、宽动态）扫描（逐行）、图像处理（背光补偿、宽动态）百万像素镜头：尺寸、视野（长焦百万像素镜头：尺寸、视野（长焦/普通普通/广角）、景深、光圈（手广角）、景深、光圈（手 动动/自动）自动）像素密度（像素密度（Pixels Per MeterPixels Per Meter）=横向像素横向像素/横向监控区域宽度横向监控区域宽度2百万像素摄像机（1920108

11、0），监看10米宽的路面，像素密度=1920/10=192PPM概要监控概要监控法庭可用细节监控法庭可用细节监控高等级细节监控高等级细节监控掌握全局概要信息，识别交通事故、人群等工作，但无法完成人脸识别与号牌识别像素密度：66PPM安装尽可能少的摄像机，获得最大覆盖范围，可以识别人脸与车辆号牌像素密度：131PPM识别所有画面中的所有细节，包括现金、赌桌筹码等。像素密度：262PPM图像传感器：图像传感器：CCDCCD（电荷耦合器件）（电荷耦合器件）CMOSCMOS（互补金属氧化物半导体）（互补金属氧化物半导体）图像质量高图像质量高噪声低噪声低感光度高感光度高成本高成本高耗电高（耗电高（100

12、100倍于倍于CMOSCMOS）对设备性能要求高对设备性能要求高扩展度高扩展度高噪声较高噪声较高感光度较低感光度较低成本低成本低耗电低耗电低对设备性能要求低对设备性能要求低图像扫描方式：图像扫描方式：隔行扫描隔行扫描逐行扫描逐行扫描 两种摄像机采用的镜头一样，车速同为两种摄像机采用的镜头一样，车速同为20 km/h20 km/h。两副图像的背景清晰。但只有采用逐行扫描技术的两副图像的背景清晰。但只有采用逐行扫描技术的图像中才能清楚地看到驾驶员。图像中才能清楚地看到驾驶员。图像处理：图像处理：背光补偿、宽动态背光补偿、宽动态类型：类型：根据视野：广角镜头根据视野：广角镜头|普通镜头普通镜头|长焦

13、镜头长焦镜头 控制方式：定焦镜头控制方式：定焦镜头|手动变焦手动变焦|电动变焦电动变焦靶面尺寸：靶面尺寸：1/31/3、1/21/2、2/32/3影响摄像机照度的因素：影响摄像机照度的因素：光圈光圈：进光量：进光量 景深景深曝光时间曝光时间：进光量：进光量 动态模糊动态模糊增益增益：进光量：进光量 信噪比信噪比焦距：焦距：根据不同的传输模式，高清视频监控系统可选的交换模式有两种：根据不同的传输模式，高清视频监控系统可选的交换模式有两种：l 非压缩交换模式（非压缩交换模式（HD-SDIHD-SDI）l 编码压缩模式（编码压缩模式（IPIP网络）网络）视频压缩编码原理（差分编码）视频压缩编码原理（

14、差分编码）帧与参考帧进行比较，仅编码相对于参考帧发生变化的像素。帧与参考帧进行比较，仅编码相对于参考帧发生变化的像素。常用视频压缩标准：常用视频压缩标准：H.264H.264、M-JPEGM-JPEG、MPEG-4MPEG-4、JPEG2000JPEG2000可变与固定比特率可变与固定比特率 VBR（可变比特率）可以保持预定的图像质量水平，无论运动还是缺少运动的场合。这意味着，有大量活动的场合可增加使用带宽，没有运动的场合可降低使用带宽。可用带宽有限的情况下，建议采用普通CBR（固定比特率），这种模式可生成固定比特率，由用户预定。CBR的缺点是，当场景中活动增加，导致比特率高于目标速率的情况下

15、，受比特定固定的限制，会造成图像质量和帧速下降。常规视频产品在比特率高于目标比特率时，可供用户优先选择图像质量或帧速。802.3af 标准与高性能标准与高性能 PoEVLAN划分划分网络服务质量网络服务质量非非QoS模式模式QoS模式模式网络安全策略网络安全策略l用户名与密码验证用户名与密码验证lIPIP地址过滤地址过滤lIEEE 802.1XIEEE 802.1XlHTTPSHTTPS或或SSL/TLSSSL/TLSlVPNVPN（虚拟专网）（虚拟专网）IEEE 802.1XIEEE 802.1X示意图示意图l 高清网络编码系统高清网络编码系统l 非压缩高清系统非压缩高清系统 l 远程访问支

16、持远程访问支持l 优秀的图像质量优秀的图像质量l 事件管理与智能视频分析支持事件管理与智能视频分析支持l 可满足未来需求的集成可满足未来需求的集成l 可扩展性与灵活性可扩展性与灵活性l 经济高效经济高效 影响码率的因素：影响码率的因素：l 摄像机数量l 帧/秒l 图像分辨率l 视频压缩类型：M-JPEG,MPEG-4,H.264l 场景：图像复杂度、照明条件和运动流量常用码率：常用码率：l 高清H.264，2百万像素，全帧（25fps）：610Mbpsl 高清MPEG-4，2百万像素，全帧（25fps）：8 14Mbpsl 高清M-JPEG，2百万像素，5fps：10Mbps计算存储容量计算存储容量l 摄像机数量l 码率l 存储时长编码方式分辨率帧率码率24小时存储容量高清H.2641920108025fps10Mbps105G高清M-JPEG192010805fps10Mbps105G高清MPEG-41920108025fps13Mbps140G备份存储备份存储l RAID：常用RAID5（N+1）l 热备盘：N+1备份l 数据迁移l 服务器集群：故障倒换l 多视频接收端