鸿天伟业高清数字视频监控方案(共30页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上高清视频监控系统解决方案综合方案北京鸿天伟业安全技术有限公司2011年4月2009年22009目 录第1章 概述1.1 概述随着社会的发展和人民生活水平的不断提高,安全作为人类的一种基本需求,已越来越得到人们的重视!安全主体、安防手段和安防技术也在不断的发展。在科技高速发展的今天,安防手段已由原来的人力防范(人防)、实体防范(物防)和技术防范(技防)并存发展到今天的人防、物防和技防的综合应用。视频监控系统作为技防手段的核心,以逐步融合入侵报警系统、火灾自动报警系统、出入口管理系统等相关安防子系统,形成了综合的安防联动系统。应需求的高速发展,视频监控系统发展划分为第一代
2、模拟视频监控系统(CCTV),到第二代基于PC+多媒体卡数字视频监控系统(DVR),到第三代完全基于IP网络视频监控系统(IPVS),经历了两次变革。高清视频监控系统主要在重点关注场所和核心重要部门部署监控点位,实现高清视频采集、控制、传输和显示功能。北京鸿天伟业肩负着伟大光荣的历史使命,在视频监控系统发展过程中做出了重大贡献,在高清系统应用方面付出了艰辛的努力并走在行业的前列。 1.2 高清特点第一代模拟视频监控系统(CCTV)已很少在使用。第二代基于PC+多媒体卡半模拟半数字视频监控系统仍在普遍使用,其常见视频图像仅能达到标清效果,即分辨率在720p(1280720)以下的一种视频格式显示
3、的效果(一百万像素)。标清监控系统常用的视频格式如下:CIF格式,分辨率为(352288);4CIF格式,分辨率为(704576);D1格式,分辨率为480i(720480)。480i中的i表示视频的垂直分辨率为480线图像隔行(错行)扫描显示,同理,720p中的p表示视频的垂直分辨率为720线图像逐行扫描显示。显然,相同分辨率下,逐行扫描比隔行(错行)扫描的图像效果要好。到第三代完全基于IP网络视频监控系统(IPVS),图像显示的分辨率可达1080p(19201080)(二百万像素)或16001200。由于受到成本的限制,高清在视频监控行业一直未得到普遍有效地应用。而现在芯片技术及压缩算法的
4、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,高清视频监控系统提供的高质量视频图像,将为安防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,更能清楚地呈现防区原貌。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
5、保证监控的覆盖率,尽可能的减少监控死角,需要安装布置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
6、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节约化、效能化转变。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(即数字云台)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。1.3 设计目标根据高清视频监控系统的特点和应用需求,本方案的目标是建立一个采用高清视频采集技术、高清视频编解码技术、光纤专网图像传输技术、联网控制技术、
7、存储和显示等应用技术,兼容标清管理并进行精确监控的视频监控平台。结合当前与今后一定时期内图像监控系统与图像应用系统的发展需要,建立高清图像管理平台,为指挥调度、调查取证等多种后台应用提供及时、可靠的监控图像信息,服务实战。主要内容如下:1. 建设前端高清监控点根据实际需求,结合监控布点原则及规范,在兼顾现实与发展的原则指导下,力求实现科学、适用的前端布点设计。如:围绕市区各重点关注场所和核心重要部门、市区交通要道、商娱繁华场所等区域,本着资源优化配置及利用的原则,充分利用其立杆、供电、光纤等资源,实现高清视频监控前端布点建设,可采用动静结合策略,部署高清可控监控点和高清固定监控点。2.高清视频
8、信息接入与交换输出前端高清IP摄像机采集到的高清视频信息经网络交换传输设备,根据实际应用环境(实际系统的组成),将视频信号传递到分控中心(数据存储与转发)和监控中心、总控中心,实现视频接入及切换输出显示,同时满足与其他视频系统的联网和共享。3高清视频显示与应用监控中心实现高清视频图像显示,监控中心可采用大尺寸LCD液晶监视器或DLP大屏幕显示,能显示前端采集的高清视频图像,同时可保留既有的标清系统显示;高清视频图像支持高清下变标清,实现与既有标清系统的资源共享;高清网络编码后的IP流媒体传送到存储系统及各视频应用系统,以实现高清视频的综合应用。4.联网控制管理采用联网控制系统,不仅完成视频干线
9、联网控制,同时可以实现远程切换,故障告警,远端升级、远程排障等功能。1.4 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、安装等环节应严格执行国家、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,满足实际需求,
10、实现全年365天的全天候长期稳定运行。系统中核心的存储设备、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。4.开放性高清数字摄像机、网络设备、存储设备及软件平台等均应采用开放式的产品或架构,能够提供完整的SDK、API等二次开发环境,并须提供SDK、API等的源代码及数据结构、开发文档,并交由独立第三方
11、进行验证,满足构建统一的视频管理及应用平台的需要。5.易管理性、易维护性前端设备支持远程升级和远程故障排除功能,维护便捷,降低系统运维管理成本。同时可自动检测系统中任何一台设备的运行状态,并示出详细参数,以辅佐管理人员及时准确地判断和解决问题。采用稳定易用的硬件和软件,完全不需借助任何专用维护工具,既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用,又节省了日常频繁地维护费用。6. 兼顾现实与发展的原则根据目前实际需求并适当考虑发展,选配各种系统设备的数量、型号等,适当选择通讯光缆等,做到经济性与科学性最佳结合。7. 可施工性原则兼顾以上各原则,从实际出发,使系统设计具有可施工性。第2章 系统总体设计2
12、.1 总体设计思路高清视频监控系统建设监控点图像全部接入视频监控专网,实现24小时实时监控,在系统存储设备(NVR、存储阵列等)完成录像记录,并保证在突发事件发生时,监控中心能够调用现场实时图像信息进行指挥和调度。系统建设的思路如下:1) 前端采用高清数字摄像机采集高清视频图像,采集的高清图像经交换设备传输存储设备、显示设备,或经交换设备、光端设备、光纤等实现远距离图像信息的共享;2) 各分控机房部署NVR服务器,提供断网暂存服务器,录像时间可根据需要确定;设置客户端,对管辖区域内的高清摄像机施行实时监控和远程控制;3) 分控中心管辖多个监控点,部署存储设备,实现分布式存储,采用IPSAN+存
13、储服务器,为高清摄像机提供存储服务,录像时间为30天; 4) 主控中心机房部部署管理服务器,对监控专网内的高清摄像机、存储设备、解码设备、流媒体转发服务器实行集中管理,监测设备的运行状态;对客户端进行帐户、密码、使用权限的集中分配和管理,对客户端登陆监控系统进行验证;5) 主控中心可采用高清解码阵列和支持高清视频图像控制的大屏幕控制器,通过LCD液晶监视器或DLP显示监控图像,整合现有视频资源,并为其他单位或应用系统提供视频资源;6) 对前端设备接入、网络传输、资源访问等采用有效的安全管理措施,包括信息加密、网络接入控制、访问认证管理等措施,防止监控系统被非法入侵、监控信息被非法窃取和擅改等;
14、7) 监控系统的建设应为下一阶段社会监控系统的整合提供基础和接口,并能满足其他部门和单位对图像的共享要求,充分利用监控资源,发挥整体效益,做到系统具有可持续发展特性。2.2 系统拓扑结构图2.3 系统功能特点1) 高清图像采集高清数字摄像机实现高清视频图像采集功能,支持1600*1200或1920*1080分辨率,支持光纤输出,具有最佳的图像抗干扰性和高清视频图像远距离传输能力。高清数字摄像机夜间能获得高质量的视频监控效果,确保录像资料能有效记录行人、车辆特征、环境等图像信息,提供有效的刑侦分析素材,对系统的建设意义极为重要。本方案采用LED补光方式来满足全天候图像监控的要求。在LED频闪工作
15、模式下,摄像机与LED同步精确,在夜间低照度环境下能有效获取高质量的图像。 2) 低延时远程监控在整个地区范围内,通过视频监控专网,授权用户能远程监控任意可控监控点的图像,远程操作摄像机进行变焦和转动,可以清晰地查看现场图像。高清编码卡采用高性能处理芯片和优化算法,编码效率高,编码延迟小,可确保端到端控制延迟小于260ms。低延迟体现控制灵敏度高、响应迅速、聚焦准确等优势。3) 高清图像显示高清网络视频信号通过解码设备,按一定的分割和轮循规则显示在电视墙上。高清解码设备支持高清视频图像和标清视频图像输出,可兼容现有的标清显示系统。4) 图像存储与共享系统具备高清视频流的存储功能,授权网络用户可
16、以从存储服务器或NVR上远程调看、下载视频资料。5) 录像缓存与补录系统具备断网录像缓存功能,IPSAN失去通信时,录像资料自动缓存到分控中心NVR服务器,当通信恢复后,系统自动将缓存在NVR内的视频资料补录到IPSAN内。6) 管理服务功能通过管理服务器,统一管理存储设备的音视频资料的访问,并为客户端提供流畅的视频流服务,实现全网系统管理和流媒体转发。7) 权限管理功能可以添加和删除用户,并可对各级用户的控制权优先级进行管理。8) 多系统整合功能实现和原有标清监控系统的整合、与GIS系统、广电、会议系统的整合。9) 视频资源共享通过视频资源共享专网和软件管理平台其他单位提供图像资源。10)
17、系统日志功能系统自动记录系统的操作日志和运行日志。第3章 高清视频监控前端3.1 高清监控点组成前端设备以高清摄像机为主,附带镜头、护罩、云台、立杆、防雷、网络等部件。3.2 前端高清摄像机前端摄像机是整个安全防范系统的原始信号源,摄像部分的好坏及它产生图像信号的质量将影响整个系统的质量。系统前端采用高清数字摄像机,相比普通摄像机具有明显的技术优势:1) 高清数字摄像机采用百万像素级别CCD传感器,能获得更多的视频信息,实现1280720、19201080、16001200甚至更高的视频图像分辨率;2) 监控图象显示质量更高,能够更好地捕捉细节;3) 逐行扫描CCD动态画面表现更流畅;4) 支
18、持HDTV的宽屏输出模式(16:9);5) 监控画面覆盖面更广,相同监视区域可以替代原有的多个固定点摄像机和一个全方位摄像机。3.2.1 摄像机选型原则根据高清视频监控的需要,我们在选择摄像机时按照以下原则:1) 采用SONY CCD传感器CCD与CMOS两种感光芯片相比,CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制、高质量图像输出、动态影像表现方面都要优于COMS,所以本项目高清摄像机建议采用CCD作为感光芯片。2) 支持日夜功能,实现昼夜监控,低照度: 0.5lux/F1.2(彩色), 0.1lux/F1.2(黑白)为满足全天候治安监控的需要,摄像机应具备日夜彩转黑和低照度功能,在黄昏和夜间照度
19、较低的情况下也能获得较为清晰的视频图像。3) 视频分辨率UXGA(1600*1200),帧率最高25帧/秒高清视频监控需要达到1600*1200或1920*1080P分辨率,逐行扫描,最高帧率应达到25帧/秒。4) 支持光模块(SC)接口高清图像传输接口采用光纤接口(SC),高清数字摄像机与高清编码阵列之间通过光纤传输无压缩的视频图像,保证了图像的清晰度,信号传输无衰减和干扰,也避免了室外监控视频图像受雷击的影响。5) 信噪比52dB高清数字摄像机应具备高的信噪比,保证图像信号质量。6) 具有曝光速度、AGC控制、白平衡控制等功能。3.2.2 高清摄像机选型(根据现场需要选择)一、 产品特点:
20、(该处要另选一种)1) 采用SONY CCD,1/1.8,支持日夜功能,实现昼夜监控。2) 最高分辨率:UXGA(1600*1200)。3) 帧率:最高25帧/秒。4) 灵敏度:低照度设计,可达1.2lux/F1.2(彩色)5) 支持光模块(SC)接口。6) 摄像机参数配置功能:曝光速度、AGC控制、白平衡控制等。7) 具备色彩还原度极佳的自动白平衡功能,在不同的灯光环境下,摄像机根据色温的变化,自动调整白平衡,色彩逼真亮丽,达到最佳的还原度。二、 技术规格序号指标名称技术指标1传感器逐行扫描 SONY CCD传感器,1/1.82最低照度彩色:0.5Lux/F1.2 黑白:0.1Lux/F1.
21、2 3自动光圈DC驱动4镜头C/CS5快门速度自动电子快门/手动,1/25秒 至1/100,000秒可调6自动增益关/高/中/低7日夜自动/白天/晚上8白平衡自动/手动9亮度0-F可调10饱和度0-F可调11对比度0-F可调12锐度0-F可调13Gamma0.4514镜像水平/垂直15视频输出接口GBIC/SC16触发输入4路开关量17触发输出2路信号量,1路开关量18工作温度-106019电源DC12V10% 3.3 前端供电与设备管理3.3.1 前端设备供电前端设备通常采用三种供电方式,第一种是集中供电,第二种是就近取电,第三种是POE(Power Over Ethernet)供电(即利用
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