海康高清数字视频监控方案.docx

1、海康高清数字视频监控方案错误!未定义书签。城市高清视频监控系统 解决方案2018年2月第1章系统概述签。高清特点错误！未定义书错误！未定义书错误!未定义书签。签。设计原则 签。第2章系统总体设计总体设讣思路签。系统拓扑结构签。系统功能特点错误！未定义书错误！未定义书错误！未定义书签。高清监控点组成 错误！未定义书签。前端高清摄像机 错误！未定义书签。摄像机选型原则 错误！未定义书签。高清摄像机选型 错误！未定义书签。第4章图像传输与存储 错误!未定义书签。高清图像编码.签。高清视频编码阵列高清网络编码卡高清编码特点.错误！未定义书错误！未定义书签。错误！未定义书签。错误！未定义书签。集中存储

2、签。传输带宽分析 签。预览高清图像码流 存储高清图像码流 第5章中心图像显示系统图像显示系统组成 签。高清视频解码阵列签。高清解码阵列.高清网络解码卡 错误！未定义书签。阵列机箱和电源 错误！未定义书签。第6章视频信息综合管理平台 错误!未定义书签。管理平台构架 错误！未定义书签。管理平台功能 错误！未定义书签。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 (352X288)或者4CIF (704X576) 的分辨率，存在图像清晰度低、可看范围小等缺点，在城

3、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、看清而部特征 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木的限制，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己正式写入数字硬盘录像系统(D

4、VR)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，基木上无法对细节进 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

5、.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、 高成木、低效率的建设应用现状。单台高清摄像机能够相当于几台普通

6、摄在高清监控技术构架下， 像机的监控覆盖而，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 少总体建设成木，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

7、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。.监控区域能如下图所示，高清摄像机在城市道路监控中使用是，覆盖 多个车道，同时清晰地记录车牌号码

8、、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。.WWW.HUA8ANGKJ.NET高清视频图像道路监控中的效果.1.3设计原则1.先进性木系统采用先进的、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，借鉴标清 视频不仅实现对高清、海量多媒体资料管理系统的经验和技术， 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

9、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7X 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。4.开放性高清数字摄像机、高清编解码器、网络设备、存储设备及软件平台等

10、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 维管理成木。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。第2章系统总体设计2.1总体设计思路1） 前端采用高清数字摄像机采集高清

11、视频图像，最大分辨率可达到UXGA（1600*1200）,采集的高清图像经光纤输入高清编码阵列；2） 高清编码阵列对高清图像集中编码，并输出两个码流，一个采用 压缩编码，用于实时显示；另一个采用M-JPEG压缩编码，用于存储；3） 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；方案实施集中式存储，采用IPSAN+ 存储服务器，为高清摄像机提供存储服务，录像时间为X天；4） 主控中心采用高清解码阵列和支持高清视频图像控制的大屏幕控

12、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；2.2系统拓扑结构系统拓扑结构图.2.3系统功能特点1）高清图像采集或1600*1200支持高清数字摄像机实现高清视频图像采集功能，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。木方案采用LED补光方式来满足全天候图像监控的要求。在LED频闪 工作模式下，摄像机与LED同步精确，在夜间低照度环

13、境下能有效获 取高质量的图像，以下是夜间高清监控效果图。车辆特写部分效果图：2） 高清图像编码高清编码器和高清编码阵列实现对高清数字视频图像的编码，支持 1600*1200或1920*1080分辨率，利用高效的编码效率，使所需要的 码率更低，设置变码率可进一步降低总体传输码率，以降低网络承载 的压力和总体存储容量。高清编码阵列除具备HD-SDI高清接入接口外，内嵌光模块插槽，支 持光纤传输模式，高清编码阵列芯片采用“DSP+自主算法”这种产品 特征，且具备强大的处理能力和业界领先的自主知识产权编解码算法, 为将来视频业务功能扩展创造了必要条件。3） 低延时远程监控授权用户能远程监控任通过视频监

14、控专网，在整个地区范围内，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。高清编码阵列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260mso低延迟体现控制灵敏度高、 响应迅速、聚焦准确等优势。4） 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。5） 图像存储与共享系统具备高清视频流的存储功能，授权网络用户可以从存储服务器或NVR上远程调看、下载视频资料。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

15、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） 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。系统日志功能9）.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。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

16、整个系统的质量。木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1280X720. 1920X1080、1600X1200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传感器传感器在灵敏度、分

17、辨率、CCD两种感光芯片相比，CMOS与CCD.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 以木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：W （彩色），W （黑白） 为满足全天候治安监控的需要，摄像机应具备H夜彩转黑和低照度功 能，在黄昏和夜间照度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）,帧率最髙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

18、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M52dB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高清摄像机选型木项目前高清摄像机推荐采用海康威视DS-2CD886MF-E/SC高清数字摄像机：一、产品特点：1）采用SONY CCD, 1/，支持日夜功能，实现昼夜监控。o UXGA （1600*1200）最高分辨率：2）.3） 帧率：最高25帧/秒。4） 灵敏度：低照度设计，可达（彩色）5） 支持光模块（SC）接口。6） 摄

19、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，自动调整口平衡，色彩逼真亮丽，达到最佳 的还原度。二、技术规格.丿了;号指标名称技术指标逐行扫描SONY CCD传感器，ir 1传感器彩色：最低照度2黑白：3自动光圈DC驱动C/CS 4镜头自动电子快门/手动,1/25秒 至5快门速度1/100,000秒可调关/高/中/低自动增益6自动/白天/日夜7晚上自动/白平衡8手动0-F可调亮度90-可饱和10-可对比10-可锐1Gamml水1镜垂GBIC/S1视频输出接路开关1触发输路信号量1触发输路开关10C60

20、 工作温 18. . DC12V10% 电源 19第4章图像传输与存储4.1高清图像编码高清数字摄像机采用光纤接口，通过光缆接入监控中心，中心通过海 康威视DS-6416HFH/B高清视频编码阵列对前端接入HD-SDI非压缩高 清图像进行集中编码。高清视频编码阵列由DS-6416HFH/B由JXHK-6017/TJ阵列机箱和DS-4401HFH/B高清编码卡构成，每台高清视频编码阵列支持16路HD-SDI视频图像编码。DS-4401HFH/B高清编码卡采用独立双码流技术，码流A米用压缩算 法进行编码，主要用于视频网传，供客户端网络点播使用，实时码流 为25fps,码流B采用MJPEG压缩算法编

21、码，主要用于录像存储，存 储码流为5fps。码流A也可作录像存储。4.1.1高清视频编码阵列DS-6416HFH/B高清网络编码阵列前面板 后面板高清网络编码阵列支持1080p等高清图像压缩码流的集中编码，可应 用于高清视频监控系统。高清网络编码阵列由高清编码卡、阵列机箱和冗余电源组成，支持热 插拔，系统具有高可靠性和可维护性。单台设备最大支持16路非压 缩高清视频接入。4.1. 2高清网络编码卡型号：DS-4401HFH/B1） 采用嵌入式处理器、DSP及嵌入式Linux架构。2） 支持和Motion JPEG双码流，且编码参数独立可调。3） 编码指标：压缩标准：AVC Baseline/M

22、ain/High Profile 可配置；分辨率/帧率：1920X108050i, 1920X108060i, 1920X 108025p,1920X108030p, 1600X120025fps；码流大小：2-16Mbps可调。4） Motion JPEG 编码指标：压缩标准：Motion JPEG;分辨率 / 帧率：1920X10805fps；码流大小：10Mbps；5） 支持OSD叠加，OSD大小可调，支持字符叠加。6） 流数据中嵌入时间戳，支持后端按时间快速检索和定位。7） 支持 TCP/UDP. RTP/RTCP 协议。8） 支持标准PS流或RTP流，支持单播、组播。9） 支持远程的

23、PTZ控制，内置Pelco-P. Pelco-D等多种主流编码器 协议。10） 支持双向语音对讲。支持串口控制与透明通道传输。11）.12） 内置Webserver服务模块。13） 可通过网络或串口进行参数配置或固件升级。14） 提供SDK软件开发包，支持Windows. Linuxo4.1. 3高清编码特点1） 高清图像编解码延时250ms,无论对于桌面控制应用，还是上墙 控制应用，均可满足实战需求。2） 可根据不同刷新率的高清显示设备，进行参数适配，以保证流畅 的显示图像。3） 单个编码器/编码卡至少支持6个并发连接，满足多业务图像数据 的应用要求，如流媒体服务、IPSAN存储服务、NVR

24、应急缓存服务等 等。4） 机架式安装的高清编码卡，预留了 HD-SDI环通输出，编码、分配4.2集中存储监控中心配置视频存储系统，将前端重要监控图像经后台编目发布服 务器（录像发布平台）编目后保存到存储服务器。存储服务器建议采用监控专用存储系统，高清监控系统的存储系统需 适应大码流并发写操作，而且是以写为主、以读为辅的应用，应优化 资源分配，保障高清监控存储系统能长时间运行在大并发量、大码流 的工作环境下。存储系统建议支持IPSAX工作模式：多工作于集中存储或者用于中心备份存储，集中存储是利IPSAN用iSCSI协议透过IP网络将视频数据全部集中保存在数据中心，中 心备份存储是在XVR定时录像

25、的基础上，经编目服务器编目后发布 并备份保存在中心的IPSAX内。4.3传输带宽分析4.3.1预览高清图像码流监控中心大屏幕实时预览图像存储采用高清1080P（1920*1080逐行 扫描）格式，码流需求为每路8仁4.3.2存储高清图像码流监控图像存储采用高清1080P （1920*1080）格式按8Mbps码流计算，存放1天的数据总量8Mbps4-8 X 3600秒X24 小时 X （1 天）4-1024=84GB第5章中心图像显示系统5.1图像显示系统组成监控中心显示系统主要有高清解码器、高清大屏幕控制器、大屏幕显 示器、服务器和应用软件平台组成。实现高清视频监控系统的切换、 显不和控制。

26、其中高清解码器的解码、轮询和输出策略以及大屏幕控制器的切换显 示方式通过电视墙服务器统一管理。监控中心显示系统的组成如下图所示：监控中心大屏幕显示系统图示 5.2高）青视频解码阵列前端监控图像主码流作为监控中心大屏幕实时预览码流，由高清解码 阵列解码上墙显示。采用海康威视DS-6416HD/B解码阵列。5.2. 1高清解码阵列高清网络解码阵列支持1080p等高清图像压缩码流的集中解码，可应 用于高清视频监控系统。高清网络解码阵列由高清网络解码卡、阵列机箱和冗余电源组成，支持热插拔，系统具有高可靠性和可维护性。1）采用嵌入式处理器、DSP及嵌入式Linux架构。码流的解码输出。Motion JP

27、EG支持和2）.3）解码指标:视频标准:AVC Baseline/Main/High Profile；帧率： 分辨率/ , X 108025pX 1920X 108050i, 1920108060i, 1920 ； X 120025fpsl920X 108030p, 1600。码流大小：2-16Mbps解码指标：Motion JPEG4） 视频标准：Motion JPEG； ； 1920X 10805fps分辨率/帧率：10Mbpso码流大小：等协议。TCP/UDP. RTP/RTCP5）支持 流，支持单播、组播。PS流或RTP6）支持标准内 置多种主流解码器协议。7）双向语音对讲。8）服务。

28、内置WebServer9）可通过网络或串口进行参数配置或固件升级。10） Linuxo SDK软 件开发包，支持11） Windows.提供 高清网络解码卡5. 2.视频输出路 视频输岀接HDMDVCVB可AVC Baseline/Main/High Profile 视频解码标 Motion JPE 192108050192108060192108025 帧分辨 12002ofpl601080301920.MJPEG 分辨率/帧率 1920 X 10805fps码流类型视频流、复合流2M-12M （单位：bps）码流大小范围1音频输岀路数路RCA （电平：一，阻抗：600Q ）音频输出接口1路

29、RCA （电平：一，阻抗：1000Q）语音对讲输入音频解码标准MPEG-I Layer21网络接口个RJ45 10M/100M自适应以太网口RS-232串行接口DC 12V电煩W 12W功耗C+55-10C工作温度- 90%,无冷凝10工作湿度5.2.3阵列机箱和电源.机箱形态19英寸标准机柜，7U高度16功能卡插槽数量个1+1双电源冗余热备份电源设计90264VAC, 4763Hz输入电压400W电源最大功率-1055C工作温度,无冷凝95%10工作湿度.第6章视频信息综合管理平台视频信息综合管理平台的核心是一个统一的监控管理平台软件，通过 这个统一的监控管理平台软件，实现对所有视频图像集中

30、管理，实现 各个厂商的设备的联网，保证联网的视频传输的质量，提供视频资源 的统一监控检索系统，实现信息共享。视频信息综合管理平台应能实现网络内各种信号的传输和管理；支持 分散与集中存储相结合的模式，保证重要监控录像的检索、比对、管 理和备份；实现统一的身份认证和权限管理，保证信息和数据的安全; 实现实时视频监控、巡视、视频信息与数据上传和下调（检索）。视频信息综合管理平台采用成熟、主流的技术构建系统平台，充分兼 顾应用业务需求和技术的发展，充分考虑与其他信息系统的连接，建 设可扩展的开放平台。6.1管理平台构架视频信息综合管理平台体系结构设计从根本上决定了系统所能提供 的业务服务的规模和水平。

31、基于事实上的工业标准的J2EE平台和SOA 而向服务的架构，是当前几乎所有的企业级业务平台所普遍采用的， 被反复证明是目前最强壮、最博大、最高效、最具伸缩性和业务扩展 能力的平台架构之一。如下图所示：平安城市综合应用管理平台结构图 平台软件遵循多层体系结构模型，包括客户端表现层、业务层和中间 服务层。对于数据库的访问必须通过中间应用服务器完成而不能直 接访问数据库，保证数据库访问的安全性和方式Dos攻击。6.2管理平台功能软件平台实现对系统的集中管理和授权分控，主要功能如下：1） 系统管理功能：实现对系统内所有设备、人员、资源的统一管理；2） 实时图像浏览功能：实现多画面视频浏览功能，图像浏览同时实 现对前端设备7X台、镜头的控制；3） 录像及回放功能：实现从存储系统、前端数字硬盘录像机的视频 回放，支持多画而同时回放和图像抓拍等功能；