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監(jiān)控系統(tǒng)高清化淺析
作者：　來源：　日期：2016-2-29 16:24:47　點擊：1671　屬于：公司新聞

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，總結(jié)全國各地高清監(jiān)控實施經(jīng)驗，一個好的高清監(jiān)控系統(tǒng)，往往需要從整體到細節(jié)全方位立體化地進行質(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產(chǎn)安全保駕護航。

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)控數(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)研究機構(gòu)IMS發(fā)布的報告表明，未來五年內(nèi)，高清監(jiān)控產(chǎn)品所占市場份額將會超越傳統(tǒng)的標(biāo)清監(jiān)控產(chǎn)品。面對高清潮流，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)建和諧社會的美好夙愿。

網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控簡介

一個標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，由五個部分構(gòu)成(如圖1所示)：前端采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、專業(yè)存儲單元、控制平臺單元以及圖像顯示單元。其實，網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)也是由這五個基本的部分組成，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、細節(jié)充分的畫面，當(dāng)然，此時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)的五個部分有機結(jié)合，形成一個完整可靠的整體，為用戶帶來高清的視覺體驗。各個部分各施其職，在一個完整標(biāo)準(zhǔn)的高清監(jiān)控系統(tǒng)中，五個部分缺一不可。

高清前端采集單元

前端采集單元，一般而言，包括治安監(jiān)控攝像機、卡口攝像機以及電子警察等攝像單元。以治安監(jiān)控攝像機為例，可以分為云臺攝像機和固定攝像機，這兩者的區(qū)別，顧名思義，即是否可以進行云臺控制、是否可以進行攝像方向的調(diào)整，在平安工程應(yīng)用中，它們經(jīng)常以球型攝像機和槍型攝像機的形式出現(xiàn)。其實，對于平安工程而言，攝像機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)都決定著一臺前端攝像機(包括高清攝像機)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)對于監(jiān)控系統(tǒng)就尤為重要，這就要求在進行系統(tǒng)設(shè)計的時候要充分考慮到網(wǎng)絡(luò)狀況，對網(wǎng)絡(luò)要進行專門專業(yè)的設(shè)計和考慮。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，通常會涉及到多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇，包括接入交換機、匯聚交換機以及核心交換機，不同交換機在視頻承載網(wǎng)中分?jǐn)偛煌娜蝿?wù)。網(wǎng)絡(luò)也有多種拓撲結(jié)構(gòu)，包括總線型、環(huán)型、星型以及混合型，各種拓撲和各種網(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，一個好的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，一個好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，對監(jiān)控系統(tǒng)正常高速的運轉(zhuǎn)，極其關(guān)鍵。

專業(yè)存儲單元

在平安工程建設(shè)中，不僅僅監(jiān)控清晰度越來越高，同時新增建設(shè)點位也在呈現(xiàn)指數(shù)增長，隨之而來的就是海量數(shù)據(jù)的存儲與管理。在監(jiān)控系統(tǒng)中，存儲單元同樣是必不可少的，視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅需要實時的現(xiàn)場畫面，更關(guān)鍵的是，還可以在事件或事故之后及時回看事發(fā)現(xiàn)場當(dāng)時的狀況，這就對專業(yè)存儲單元提出了嚴(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，錄像存儲成本一直是業(yè)界津津樂道的一個話題，眾所周知，數(shù)據(jù)量越大，要求的存儲設(shè)備也就越多，設(shè)備維護工作也就越大，設(shè)備功耗也水漲船高，從而存儲成本隨之增加，在高清監(jiān)控系統(tǒng)中，海量的高清數(shù)據(jù)使存儲成本的探討也更具意義。

 

控制平臺單元

監(jiān)控平臺相當(dāng)于整個監(jiān)控系統(tǒng)的大腦，它是系統(tǒng)與用戶實現(xiàn)人機互動的橋梁，也是用戶管理查看系統(tǒng)工作狀態(tài)的工具。一個基礎(chǔ)的監(jiān)控平臺可以對監(jiān)控設(shè)備進行統(tǒng)一的配置和管理，比如讓前端設(shè)備與后端存儲進行合理的通信，制定相應(yīng)的存儲策略，設(shè)定不同權(quán)限用戶的優(yōu)先級，查看系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)等等;監(jiān)控平臺還可以對設(shè)備進行實時控制，遠程控制云臺轉(zhuǎn)動、機動變焦鏡頭的焦距縮放，或是對實時圖像進行手動抓拍，實現(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)，平臺還承擔(dān)著互通任務(wù)，通過平臺對接，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)為上級監(jiān)控系統(tǒng)管理下級監(jiān)控系統(tǒng)，下級監(jiān)控系統(tǒng)推送視頻數(shù)據(jù)到上級監(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時圖像和錄像回放，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部分：解碼設(shè)備和顯示設(shè)備，解碼設(shè)備負責(zé)將編碼數(shù)據(jù)解碼為顯示設(shè)備能夠識別的數(shù)據(jù)，然后通過顯示設(shè)備實現(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)備的工作量相對較高，所以對其性能要求也就更高，同時還要求解碼設(shè)備能夠?qū)D像顯示進行分配管理，如實現(xiàn)輪巡、分屏等基本顯示功能。而一個

好的顯示器才能夠提供好的畫面質(zhì)量，所以對于高清視頻而言，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監(jiān)控系統(tǒng)進行相關(guān)操作。

從細節(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個字，即“采、傳、存、顯、控”。從這五個部分，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更適合高清時代

不管是高清還是模擬，其攝像機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、抗強光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動等優(yōu)點。CCD對監(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)實力的不同可以到達720P或者更高的960P，如浙江信產(chǎn)、海康等公司的百萬像素高清產(chǎn)品其最高分辨率都可以達到1280×960，即960P這個分辨率;針對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)計的。

CMOS，即互補性氧化金屬半導(dǎo)體。CMOS和CCD一樣同為可記錄光線變化的半導(dǎo)體。CMOS的傳感器相對于CCD而言最大的缺點在于圖像噪點多，低照情況下表現(xiàn)差，但是，最大的優(yōu)點則是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，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最大特點在于其成本低、功耗低。在獲得相同像素數(shù)的情況下，價格更低，具有很高性價比，可以不斷朝更高像素、更高分辨率發(fā)展，而高清監(jiān)控對成本是非常敏感的，也因此市面上大部分高清攝像機都采用CMOS。

要做到高清，還需要在寬動態(tài)、自動白平衡、圖像的銳利度、以及數(shù)字降噪、色彩調(diào)整、光線補償?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現(xiàn)。CMOS與其他圖像處理技術(shù)的結(jié)合要遠遠超過CCD，動態(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。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的實際效果了。

高清攝像機需要搭配高清鏡頭

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

在相同的攝像機情況下，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。高清鏡頭能增強畫面的對比度和亮度，獲得高清的圖像效果，對畫面的細節(jié)表現(xiàn)更豐富。

那么要如何選擇高清鏡頭呢?一般來說，在選擇鏡頭時要根據(jù)攝像機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)項目特點具體分析。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，讓攝像機能夠獲取更多的光通量，協(xié)助攝像機在夜間獲得更好的拍攝效果。

某些項目攝像機在使用過程中需要配合紅外補光燈，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，同時也降低夜晚虛焦的問題。而對于較為苛刻的環(huán)境，例如配合激光燈，對遠距離目標(biāo)監(jiān)控，就要保證非可見光波長在900um時依然能夠達到60%以上的透射率。

視頻處理器作用不容忽視

要實現(xiàn)清晰的圖像質(zhì)量，除了前端鏡頭、傳感器部分對光線的處理，影像處理部分也是攝像機中不可忽視的一環(huán)。

直接從傳感器中得到的圖像往往效果差強人意，不論色彩還是細節(jié)都與實際圖像有很大差距，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、膚色矯正、自動白平衡、自動曝光以及邊緣加強等等操作后，可以使圖像變的更加細膩，更加貼近真實世界中的圖像。因此采用什么樣的處理器會直接影響監(jiān)控的效果。

當(dāng)前很多高清攝像機直接采用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，但是對于需要寬動態(tài)的場景，處理效果差。而監(jiān)控系統(tǒng)和消費電子或者廣電應(yīng)用模式不同，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，被監(jiān)控對象無法配合攝像機的角度，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態(tài)圖像，從而造成可視圖像質(zhì)量下降。

在高清時代，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，還會嵌入大量的智能分析算法，對海量高清數(shù)據(jù)進行分析，負擔(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，可實現(xiàn)更高的靈活性與更低的設(shè)計復(fù)雜性。

視頻處理器支持從D1、720p乃至高達30幀每秒的1080p的全系列產(chǎn)品，從而使客戶能夠構(gòu)建可擴展的產(chǎn)品線，支持各種編解碼器。ISP軟件實施可提供視頻穩(wěn)定、面部檢測、噪聲過濾、自動白平衡、自動曝光以及邊緣增強等功能。

 

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(ISO/IEC)共同研究發(fā)布，因此H.264有兩個名稱，一個是沿用ITU-T組織的H.26x名稱，叫“H.264”，另一個則是AVC(高級視頻編碼)。H.264格式的最大特點是在保證畫面質(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)越性能的代價是計算復(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，就對監(jiān)控專用的視頻壓縮技術(shù)進行重點研究。在使用H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)下考慮到視頻的時延性和打包的方便性，推出了2M帶寬的720P實時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，強化細節(jié)效果等等。TI的DSP如達芬奇數(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計算，畫面尺寸約是D1的5倍，簡單計算，碼流也是5倍。因此，H.264編碼的一個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聯(lián)網(wǎng)的項目中，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厚的優(yōu)勢。

目前高清在編碼傳輸中遇到一個最大的問題就是各個廠家雖然都采用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ONVIF協(xié)議的理解和認知層面的差異，即使IPC和平臺都做了對ONVIF的支持，也可能面臨著對接及互訪不成功的現(xiàn)象。

高清存儲

對于高清平臺存儲來說，存儲的類型一般采用兩種方式：分布式存儲和集中存儲;存儲設(shè)備部分，一般會有：NVR網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機和IPSAN兩種存儲設(shè)備。其中NVR作為一個新興的產(chǎn)品，在網(wǎng)絡(luò)攝像機尤其是高清攝像機的普及中扮演著非常重要的角色，其主要功能是對網(wǎng)絡(luò)視頻流進行錄像、存儲，并提供實時顯示和代理轉(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)攝像機的接入;嵌入式硬解碼，可以實時預(yù)覽，錄像;內(nèi)置硬盤可以存儲;內(nèi)置代理轉(zhuǎn)發(fā)模塊可以對接入的視頻流進行轉(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)點設(shè)備，在系統(tǒng)做中做節(jié)點監(jiān)控和分布式存儲;高清存儲的另一個重要設(shè)備就是IPSAN。

隨著高清的普及，IPSAN在存儲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。IPSAN通過采用IP構(gòu)架的以太網(wǎng)傳輸，具備良好的擴展性、共享性和較低的分?jǐn)倯?yīng)用成本，而存儲介質(zhì)使用的是高可靠的監(jiān)控級硬盤甚至是企業(yè)級硬盤，容量一般是TB級別，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級海量存儲解決方案也得到普遍應(yīng)用。

存儲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)，將會有海量的存儲數(shù)據(jù)存儲到IPSAN中，而每一路每一時刻的數(shù)據(jù)對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)控存儲市場。

專業(yè)存儲的可靠性體現(xiàn)在多方面，不僅僅有專業(yè)的針對數(shù)據(jù)的監(jiān)控級或企業(yè)級數(shù)據(jù)硬盤作為數(shù)據(jù)保護，還有專門的數(shù)據(jù)備份方案，因為單靠硬盤的穩(wěn)定性還不能保證數(shù)據(jù)的不丟失，必須要針對硬盤可能出現(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)來進一步加強多塊硬盤的穩(wěn)定，另外針對設(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，可以保證存儲主機在出現(xiàn)一些硬件故障時能繼續(xù)正常工作，當(dāng)然隨之而來的還會有容災(zāi)備份方案，這就升華到解決方案級別的存儲方案了，可以在之前所提及的幾種方案均失效的時候給存儲系統(tǒng)以更全面的保護，加之現(xiàn)今提及的云存儲方案，實際上市容災(zāi)備份方案的升級和衍生，云存儲直接可以避開硬件設(shè)備的限制，將所有存儲資源進行云分配，從而從應(yīng)用層層面對存儲進行可靠性保護。對于存儲系統(tǒng)尤其是高清存儲系統(tǒng)的保護，隨著新技術(shù)新理念的不斷深入，存儲數(shù)據(jù)的零丟失可以說已經(jīng)成為了平安工 程項目體系中的現(xiàn)實目標(biāo)了。

目前高清存儲面臨的一個問題就是在大路數(shù)多級聯(lián)網(wǎng)的高清項目中，如何降低存儲的成本，一方面這需要壓縮算法的改進，一方面需要硬盤及I P SAN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，使得單路存儲碼流大大下降：如浙江信產(chǎn)，可以實現(xiàn)2M碼流傳輸720P的高清圖像，使一路高清一小時的存儲空間大約在1.8G左右。

而硬件成本的下跌也是IT化的一個趨勢，所以，在IT不斷發(fā)展的過程中，存儲質(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。

平臺控制

目前在平臺尤其以大規(guī)模高清監(jiān)控平臺遇到問題最為典型，例如：視頻設(shè)備數(shù)量龐大;由于項目是分期建設(shè)，前端設(shè)備的品牌很雜，如何實現(xiàn)統(tǒng)一管理;實施過程中網(wǎng)絡(luò)環(huán)境多種多樣，非常雜亂;在多級聯(lián)網(wǎng)的情況下，還經(jīng)常涉及到多級聯(lián)網(wǎng)的問題，對接起來非常困難;平安工程規(guī)模不斷發(fā)展，系統(tǒng)的擴容型、維護性如何保證，這些都是平臺控制面臨的非常嚴(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、業(yè)務(wù)分層、設(shè)備分類進行逐級分解為小系統(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、擴充問題，并實現(xiàn)病毒和網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的隔離，避免了單點故障擴散到整個系統(tǒng)。而統(tǒng)一管理是在解決每個小系統(tǒng)的問題后再把每個小系統(tǒng)堆疊起來進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)靈活的系統(tǒng)擴充，也便于系統(tǒng)建設(shè)分步實施。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”概念對錄像流媒體做支撐，實現(xiàn)模擬視頻全實時，數(shù)字視頻高清晰的技術(shù)要求;對大規(guī)模的視頻監(jiān)控實施統(tǒng)一的資源管理，開放的設(shè)備兼容性，實現(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，實現(xiàn)全面的報警聯(lián)動，對多級的聯(lián)網(wǎng)調(diào)度實現(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)控平臺的業(yè)務(wù)需求和平穩(wěn)運行。

 

不斷推進標(biāo)準(zhǔn)化

隨著平安工程建設(shè)的不斷深入，平臺互聯(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，各級平臺的互聯(lián)問題也就有章可循了，高清系統(tǒng)平臺化建設(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。

云計算的應(yīng)用

如今云計算在高清監(jiān)控系統(tǒng)中已經(jīng)有了眾多成功的案例，云計算的出現(xiàn)，可以解決眾多平臺應(yīng)用中錯綜復(fù)雜的問題。引入云計算，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展維護層面，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，在信息處理計算壓力非常大的今天，借鑒云計算的思想，整體系統(tǒng)需要采取分布式計算的思路，前端設(shè)備除了具備最基本的采集功能的同時，也具備有分析、存儲功能。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)備進行整合接入，同時，集中存儲系統(tǒng)也考慮到將結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的海量數(shù)據(jù)進行有效的存儲管理。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，進行深入加工。

基于上述需求，云計算可實現(xiàn)以下應(yīng)用：

系統(tǒng)部署與運維：利用云計算提供的虛擬化技術(shù)，實現(xiàn)安防系統(tǒng)的快速部署、系統(tǒng)運行監(jiān)控與故障遷移。

海量數(shù)據(jù)存儲：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)，通過云存儲實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的存儲、檢索、讀取。

智能分析：利用云計算提供的計算資源池，實現(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、人臉識別、車牌識別等，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)，以便計算機二次處理。很難想象沒有云計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：利用云計算提供的計算資源池，實現(xiàn)海量實時數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對安防態(tài)勢做出實時判斷與趨勢預(yù)測，如人流量統(tǒng)計、車流量統(tǒng)計。

智能檢索：利用云計算提供的計算資源池，實現(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)則的過濾實現(xiàn)對安防數(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，通過告警的時間、地點檢索相關(guān)聯(lián)的監(jiān)控資源。

基礎(chǔ)安防服務(wù)平臺化：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，如存儲服務(wù)、報警服務(wù)、消息服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)等，在云架構(gòu)下提供一個統(tǒng)一的安防基礎(chǔ)服務(wù)平臺會提高安防應(yīng)用的研發(fā)效率。

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

云計算在平臺乃至整個安防領(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，云計算理性的釋放，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、圖像細膩等特點，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器件由于采用逐點顯示方式，沒有回掃線，具有圖像細膩、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。隨著各個廠家對高清市場的重視，高清相關(guān)方案的完善，以及平安工程對于高清日益增長的需求，高清必將會取代標(biāo)清，成為監(jiān)控市場的主導(dǎo)者。