H系列数字视频监控系统解决方案.docx

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H系列数字视频监控系统解决方案

数字视频监控系统

解决方案

深圳英飞拓科技有限公司

2013.12.2

第1章前言

1.1英飞拓公司介绍

深圳英飞拓科技股份有限公司是一家全球领先的以研制、开发、生产和销售电子安防和光通信产品为主的高科技跨国公司。

1993年成立，前身为美国NTKNewTek（洛泰克）有限公司，总部位于美国新泽西州。

1999年排名全美成长最快的500强民营公司中第97位。

2000年成立深圳英飞拓科技股份有限公司。

2010年在深圳证券交易所上市，股票代码：

（002528）。

2011年A&S全球安防50强第24位。

2011年收购全球安防50强第19位的加拿大Marchnetworks（马驰网络）。

英飞拓一直重视中国市场，在香港和深圳设有子公司，在北京、上海、深圳、重庆及西安设有分公司，并在全国省会城市设有产品服务中心。

公司具有齐全完备的产品线，分为电子安防产品和光端机产品两大类。

其中电子安防产品包括各种容量的矩阵切换主机、系统附件、键盘控制器之类的辅助设备、报警接口设备、快球、门禁控制系统以及安防集成管理软件。

光端机产品种类繁多，包括数字光端机、FM光端机两大系列，传输类型包括视频，音频和数据，可在一根光纤上传输多达128路视频带多路数据/音频。

公司产品已广泛应用于宾馆、商场、银行、电力、电信、政府、厂矿、机场、城市道路、地铁、隧道、高速公路等智能交通监控系统（ITS）和安防监控系统，客户遍及美国本土、北美、南美、欧洲、亚洲等20多个国家和地区。

产品具有如下优势：

1.集成化：

产品包含网络视频监控系统、CCTV监控系统、门禁控制系统、巡更产品、安防集成管理软件，以及光端机产品，可为您提供一套完整的解决方案。

2.技术创新及网络化：

我公司的工程师一直致力于高级解决方案的研究，充分利用诸如IP网络方面的技术为客户解决安防和通讯方面的问题。

1）我们的IP监控系统以更低的码流提供更优质的画面，减少客户的用于网络传输和存储的投资。

2）我们的视频矩阵切换系统是唯一具备以太网功能的系统。

而且用户可通过因特网在世界上任何地方对多台摄像机进行选择，查看和PTZ控制。

3）我们的光端机产品具有最大光学链损，超级光学动态范围以及最紧凑的安装结构。

新型光端机系列可选择通过Ethernet或RS232端口对光端机状态进行实时诊断。

4）我们的门禁控制系统能提供以太网控制功能，做到真正与CCTV系统结合，通过集成管理软件可同时进行控制和查看，实现功能更强、更先进的网络化安全管理。

3.经验之作：

依据丰富的客户服务经验，产品在设计、工艺、性能和可靠性方面都考虑了广大客户的需求。

我们的全系列光端机产品已经大量使用于全球各地智能交通系统、安防系统及多点广播系统；监控产品系列也在业界获得了广泛的好评。

4.高性价比：

为适应中国市场的特点，深圳（英飞拓）给中国市场全球最优惠的价格，使我们的产品具备极具竞争力的价格，您在无需支付保险费的情况下，就可享用我们产品独特的特性和良好的性能。

而且我们的产品较其它同行产品价格更低，却有着其它同行产品望尘莫及的质量和特点。

5.可定制产品：

我们欢迎客户针对硬件、软件以及一些大多数供应商无法提供的方面进行定制。

6.交货迅速：

我们的各系列产品均有充足的备货，以备急需。

交货时间一般可控制在两周以内。

7.独立的制造商：

是一家独立的制造商，所以您不必担心从竞争厂家那里采购，也不用担心行业整合而导致产品过时。

同时您在设备上大大地节省了成本,产品在使用期间通过简单的安装、使用和维修也可降低额外的成本。

8.强大的技术支持：

应用和技术支持团队中有一些专业技术背景和知识深厚的工程师，他们在安装前后和安装期间都会协助您对一些疑难问题加以解决。

9.品牌优势：

深圳英飞拓科技股份有限公司已经在安防行业经营了10多年，美国AD、NTK和MarchNetworks在安防界早已成为一流品牌，品牌也为国内外用户所熟知。

10.成熟的营销网络：

在全球30多个国家设立了10多家子公司，几十个销售分公司和代表处，有近1900员工，业务遍及100+个国家，拥有Infinova和MarchNetworks2个国际高端品牌，组成了成熟的营销网络，您可方便地在本地订购我们的产品。

1.2视频监控系统的发展历程

闭路电视监控系统（简称CCTV）是安防领域中的重要组成部分，系统通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台等），直接观察被监视场所的情况，同时可以把被监视场所的情况进行同步录像。

另外，电视监控系统还可以，与防盗报警系统等其它安全技术防范体系联动运行，使用户安全防范能力得到整体的提高。

闭路监控系统能在人无法直接观察的场合，适时、图像、真实地反映被监视控制对象的画面。

闭路监控系统已成为广大用户，在现代化管理中监控的最为有效的观察工具。

在控制中心，只要一个工作人员的操作，就能够观察多个被控区域，以及远距离区域的监控功能。

视频监控系统的发展大致经历了三个阶段。

在九十年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。

九十年代中期，随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展，人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和处理，利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示，从而大大提高了图像质量，这种基于 P C机的多媒体主控台系统称为第二代数字化本地视频监控系统。

九十年代末，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高，以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控步入了全数字化的网络时代，称为第三代远程视频监控系统。

第三代视频监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，引发了视频监控行业的技术革命，受到了学术界、产业界和使用部门的高度重视。

1.3数字视频监控系统简介

数字化是21世纪的特征，是以信息技术为核心的电子技术发展的必然，视频监控系统的数字化首先应该是系统中信息流（包括视频控制等）从模拟状态转为数字状态，这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。

信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使视频监控系统与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这也是系统集成化的含义。

同时，视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡，集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统，以实现抢先任务调度算法的快速响应，组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等功能。

系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。

系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，是系统集成的一个重要概念。

与传统的模拟监控相比，数字监控具有许多优点：

第一，便于计算机处理。

由于对视频图像进行了数字化，所以可以充分利用计算机的快速处理能力，对其进行压缩、分析、存储和显示。

通过视频分析，可以及时发现异常情况并进行联动报警，从而实现无人值守。

第二，适合远距离传输。

数字信息抗干扰能力强，不易受传输线路信号衰减的影响，而且能够进行加密传输，因而可以在数千公里之外实时监控现场。

特别是在现场环境恶劣或不便于直接深入现场的情况下，数字视频监控能达到亲临现场的效果。

即使现场遭到破坏，也照样能在远处得到现场的真实记录。

第三，便于查找。

在传统的模拟监控系统中，当出现问题时需要花大量时间观看录像带才能找到现场记录；而在数字视频监控系统中，利用计算机建立的索引，在几分钟内就能找到相应的现场记录。

第四，提高了监控效率。

利用计算机可以对不清晰的图像进行去噪、锐化等处理，通过调整图像大小，借助显示器的高分辨率，可以观看到清晰的高质量图像。

此外，可以在一台显示器上同时观看16路甚至32路视频图像。

第五，系统易于管理和维护。

数字视频监控系统主要由电子设备组成，集成度高，视频传输可利用有线或无线信道。

这样，整个系统是模块化结构，体积小，易于安装、使用和维护。

第六，高清监控。

数字视频监控系统可达到百万像素级的分辨率，能够满足特殊行业对高清监控的需求，也更便于图像的智能分析。

正是由于数字视频监控具有传统模拟监控无法比拟的优点，而且符合当前信息社会中数字化、网络化和智能化的发展趋势，所以数字视频监控正在逐步取代模拟监控，广泛应用于各行各业，也是本项目所采用的方案。

1.4视频编码标准简介

视频编码技术是IP数字视频的核心技术，压缩方式很大程度上决定着图像的质量、压缩比、传输效率、传输速度等性能，它是评价数字视频系统性能优劣的重要一环。

 随着多媒体技术的发展，相继推出了许多压缩编码标准，目前主要有JPEG/M-JPEG、H.261/H.263/H.264和MPEG等标准。

1、JPEG/M-JPEG

①、JPEG是一种静止图像的压缩标准，它是一种标准的帧内压缩编码方式。

当硬件处理速度足够快时，JPEG能用于实时动图像的视频压缩。

在画面变动较小的情况下能提供相当不错的图像质量，传输速度快，使用相当安全，缺点是数据量较大。

②、M-JPEG源于JPEG压缩技术，是一种简单的帧内JPEG压缩，压缩图像质量较好，在画面变动情况下无马赛克，但是由于这种压缩本身技术限制，无法做到大比例压缩，录像时每小时约1-2GB空间，网络传输时需要2M带宽，所以无论录像或网络发送传输，都将耗费大量的硬盘容量和带宽，不适合长时间连续录像的需求，不大实用于视频图像的网络传输。

2、H.261/H.263

①、H.261标准通常称为P*64，H.261对全色彩、实时传输动图像可以达到较高的压缩比，算法由帧内压缩加前后帧间压缩编码组合而成，以提供视频压缩和解压缩的快速处理。

由于在帧间压缩算法中只预测到后1帧，所以在延续时间上比较有优势，但图像质量难以做到很高的清晰度，无法实现大压缩比和变速率录像等。

②、H.263的基本编码方法与H.261是相同的，均为混合编码方法，但H.263为适应极低码率的传输，在编码的各个环节上作了改进，如以省码字来提高编码图像的质量，此外，H.263还吸取了MPEG的双向运动预测等措施，进一步提高帧间编码的预测精度，一般说，在低码率时，采用H.263只要一半的速率可获得和H.261相当的图像质量。

3、MPEG

MPEG是压缩运动图像及其伴音的视音频编码标准，它采用了帧间压缩，仅存储连续帧之间有差别的地方 ，从而达到较大的压缩比。

MPEG现有MPEG—1、MPEG—2和MPEG—4三个版本，以适应于不同带宽和图像质量的要求。

①、MPEG—1的视频压缩算法依赖于两个基本技术，一是基于16*16（像素*行）块的运动补偿，二是基于变换域的压缩技术来减少空域冗余度，压缩比相比M-JPEG要高，对运动不激烈的视频信号可获得较好的图像质量，但当运动激烈时，图像会产生马赛克现象。

 MPEG-1以1.5Mbps的数据率传输视音频信号，MPEG-1在视频图像质量方面相当于VHS录像机的图像质量，视频录像的清晰度的彩色模式≥240TVL,两路立体声伴音的质量接近CD的声音质量。

 MPEG-1是前后帧多帧预测的压缩算法，具有很大的压缩灵活性，能变速率压缩视频，可视不同的录像环境，设置不同的压缩质量，从每小时80MB至400MB不等，但数据量和带宽还是比较大。

②、MPEG-2它是获得更高分辨率（720*572）提供广播级的视音频编码标准。

MPEG-2作为MPEG-1的兼容扩展，它支持隔行扫描的视频格式和许多高级性能包括支持多层次的可调视频编码，适合多种质量如多种速率和多种分辨率的场合。

它适用于运动变化较大，要求图像质量很高的实时图像。

对每秒30帧、720*572分辨率的视频信号进行压缩，数据率可达3-10Mbps。

由于数据量太大，不适合长时间连续录像的需求。

③、MPEG-4是为通信设备在Internet网实时传输视音频信号而制定的低速率、高压缩比的视音频编码标准。

 MPEG-4标准是面向对象的压缩方式，不是像MPEG-1和MPEG-2那样简单地将图像分为一些像块，而是根据图像的内容，其中的对象（物体、人物、背景）分离出来，分别进行帧内、帧间编码，并允许在不同的对象之间灵活分配码率，对重要的对象分配较多的字节，对次要的对象分配较少的字节，从而大大提高了压缩比，在较低的码率下获得较好的效果， MPEG-4支持MPEG-1、MPEG-2中大多数功能，提供不同的视频标准源格式、码率、帧频下矩形图形图像的有效编码。

总之，MPEG-4有三个方面的优势：

1、具有很好的兼容性；

2、MPEG-4比其他算法提供更好的压缩比，最高达200：

1；

③、MPEG-4在提供高压缩比的同时，对数据的损失很小。

所以，MPEG-4的应用能大幅度的降低录像存储容量，获得较高的录像清晰度，特别适用于长时间实时录像的需求，同时具备在低带宽上优良的网络传输能力。

4、H.264（MPEG-4AVC）

H.264是ITU-T的VCEG（视频编码专家组）和ISO/IEC的MPEG（活动图像编码专家组）的联合视频组（JVT：

joint video team）开发的一个新的数字视频编码标准，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10 部分。

1998年1月，开始草案征集；1999年9月，完成了第一个草案；2001年5月，制定了其测试模式TML-8；2002年6月，JVT第5次会议通过了H.264的FCD板；2002年12月，ITU-T在日本的会议上正式通过了H.264标准，并于2003年5月正式公布了该标准。

国际电信联盟将该系统命名为H.264/AVC，国际标准化组织和国际电工委员会将其称为14496-10/MPEG-4AVC。

H.264和以前的标准一样，也是DPCM加变换编码的混合编码模式。

但它采用“回归基本”的简洁设计，不用众多的选项，获得比H.263++好得多的压缩性能；加强了对各种信道的适应能力，采用“网络友好”的结构和语法，有利于对误码和丢包的处理；应用目标范围较宽，以满足不同速率、不同解析度以及不同传输（存储）场合的需求；它的基本系统是开放的，使用无需版权。

在技术上，H.264标准中有多个闪光之处，如统一的VLC符号编码，高精度、多模式的位移估计，基于4×4块的整数变换、分层的编码语法等。

这些措施使得H.264算法具有很高的编码效率，在相同的重建图像质量下，能够比H.263节约50％左右的码率。

H.264的码流结构网络适应性强，增加了差错恢复能力，能够很好地适应IP和无线网络的应用。

总之，H.264编码方式的优势：

1　采用最新的压缩芯片，提供高画质，低码流的图像，是目前数字监控中主流的编码方式；

2　优化算话，比MPEG-4节约30%的带宽；

3　后台存储节约相应的存储空间。

目前看来，H.264在安防领域仍是主流的视频压缩标准，因此本次采用H.264编码标准作为IP数字视频系统的视频压缩算法标准。

1.5典型案例

1、国内典型案例：

Ø奥运会——2008北京奥林匹克公园、奥运曲棍球馆、射箭馆、排球馆、鸟巢以及青岛奥帆中心等均采用到的监控设备。

Ø世博会——2010年，聚焦全球的盛事，上海世博会安保项目采用英飞拓整体视频监控设备。

项目包括：

世博指挥中心、世博中心会议系统、世博中心、世博演艺中心、世博通信馆、世博餐饮中心、世博会码头、世博会水门码头、世博变电站、世博轴和世博主题馆的传输系统以及近百个临时馆的整体视频监控系统。

Ø亚运会——2010年，英飞拓公司以极高的品牌影响力和高质量的产品被亚运组委会选中，产品成功应用于很多亚运场馆中，其中包括广州国际体育演艺中心、广东省跳水游泳馆、广州亚运会自行车馆、广州亚运会网球中心等。

其中，广州国际体育演艺中心采用了英飞拓全套的数字视频监控设备。

亚组委奥体游泳馆团队给英飞拓公司授予了“亚运、亚残运保驾护航优秀单位”，这是对我们公司的最大肯定。

Ø大运会——2011年，深圳大运会采用英飞拓产品的大运场馆主要包括：

深圳湾大运中心（体育场、体育馆、游泳馆），深圳大运中心（体育场、体育馆、游泳馆），深圳大学田径体育场，深圳大学元平体育馆，深圳宝安体育场，深圳宝安游泳馆，深圳坪山体育馆，深圳射击馆，深圳综合训练馆，海上运动中心、深圳XX分会场、世界之窗闭幕式分会场以及多个训练场馆等，主要产品包括从前端采集的摄像机、快球到控制传输产品光端机、大型矩阵以及存储产品硬盘录像机等

2、国外典型案例：

Ø全球最大的BMW经销商——位于美国洛杉矶的全球最大BMW经销商采用英飞拓全数字监控解决方案。

通过部署V2216网络视频管理软件，配合前端功能丰富的网络快球及网络存储设备，为其提供24小时的高清实时监控。

Ø洛杉矶地铁——洛杉矶地铁和轻轨运输系统安装了英飞拓400台车载DVR，近600台同轴视频PTZ快球，2000台彩色防暴固定半球及摄像机，以及100多对光端机。

Ø迪拜瑞汉金玫瑰酒店——迪拜瑞汉金玫瑰酒店是世界最高的酒店，高达333米，共72层，有482个房间和套房，是一家超豪华5星级酒店，为世界众多知名人士经常莅临的高级场所。

在其视频监控项目中采用了V2216网络视频管理软件，数字编码器，实现模拟系统向IP系统的转换。

系统共部署47台一体化云台摄像机，143台固定摄像机及246台快球。

3、重庆地区典型案例及涉及行业：

Ø重庆市平安城市项目——南坪平安城市、沙坪坝平安城市、经开区平安城市等42个区县（42个区县部分区县采用我们部分产品）。

Ø轻轨——重庆轨道二号线公安联网

——地铁一号线全线视频监控及车载监控

——轻轨六号线全线视频监控及车载监控

——重庆轨道1、3、6号线安全施工风险监控

Ø高速——重庆渝遂高速、重庆市上界高速公路、重庆水武高速等7条高速。

Ø机场——重庆江北机场海关、安检监控项目、T2航站楼项目等。

Ø政府——重庆国土局、重庆大剧院、重庆科技馆、重庆市电力局、重庆市第一中级人民法院、重庆市第二中级人民法院、重庆市市委大院、重庆市公安局大院等等。

Ø楼宇——重庆希尔顿酒店、重庆五洲酒店、重庆长安假日酒店、重庆中新城上城、重庆瑞奇大厦、重庆中央美地小区、重庆金科十年城小区、重庆龙湖西苑、上江城小区监控等等。

（英飞拓）还涉及到水电、港口、场馆、铁路、银行、工厂、地产、政府、企事业单位等等行业

4、重庆IP视频监控系统部分案例

重庆轻轨六号线高清网络视频监控系统（200个720P点位）

重庆两江新区幸福广场全高清监控系统（130个1080P点位）

重庆市第一中级人民法院高清网络视频监控系统

重庆市第二中级人民法院网络视频监控系统（100个点位）

重庆南坪协信城标清网络视频监控系统（400个标清点位）

重庆高速公路发展公司高清视频监控系统

重庆两江新界山顶系列楼宇一期、二期网络视频监控系统

重庆市江津人民医院网络视频监控系统（400个点位）

重庆涪陵区青烟洞电厂网络视频监控系统（300个点位）

重庆渝中区车管所网络视频监控系统

重庆南坪、茶园等九个交通枢纽站网络视频监控系统（每个站约200个点位）

第2章需求分析

2.1项目概况

XXX

2.2设计依据

视频监控系统是整个建设的重要组成部分，作为治安管理保护基础信息的提供者，其可靠性和准确性是系统建设中永远追求的目标。

因此本系统建设涉及的所有设计、施工、设备、材料和工艺均符合相关的国家标准和信息产业部的规定。

具体来讲，整个系统建设中的所有工作均满足如下规范：

视频监控系统是整个建设的重要组成部分，作为治安管理以及保护基础信息的提供者，其可靠性和准确性是系统建设中永远追求的目标。

因此本系统建设涉及的所有设计、施工、设备、材料和工艺均符合相关的国家标准和信息产业部的规定。

具体来讲，整个系统建设中的所有工作均满足如下规范：

《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术标准》（GB/28181-2011）

《信息技术设备的安全》（GB4943-2001）

《计算机信息系统安全保护等级划分准则》（国家标准GB17859-1999）

《报警传输系统串行数据接口的信息格式和协议》（GA/T379-2002）

《计算机信息系统安全等级保护操作系统技术要求》（GA/T388-2002）

《计算机信息系统安全等级保护管理要求》（GA/T388-2002B）

《计算机信息系统安全等级保护通用技术要求》（GA/T390-2002）

《IP网络技术要求--网络性能参数与指标》（YD/T1171-2001）

《MPEG音视频封装标准》ISO/IEC-13818-1（2000edition）

《MPEG4视频编码标准》（ISO/IEC-14496-2）

《MPEG音频编码标准》（ISO/IEC-11172-3）

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）

《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）

《防盗报警控制器通用技术条件》（GB12663-90）

《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）

《电子设备雷击保护导则》（GB7450-87）

《中国电器安装工程施工及验收规范》（GBJZ32-90-92）

《广播传音电缆线路工程建设技术规范》（GY5053-94）

另外，所有的设计、施工和设备均应满足安防系统建设的实际需求。

2.3设计原则

本项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。

并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。

本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。

为对三峡担保集团的治安、人员通行实施监视，有效地防范各类突发事件，群体事件，增强工作的主动性；查处违规状况；发挥科学管理的作用。

在设计过程中应遵循以下原则：

1、先进性与适用性

系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。

该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。

同时系统是面向各种管理层次使用的系统，其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学。

2、经济性与实用性

充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。

3、可靠性与安全性

系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。

4、可扩充性

系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。

并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。

5、追求最优化的系统设备配置

在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。

6、保留足够的扩展容量

该项目设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用