钢铁冶金厂区视频监控系统解决方案技术建议书.docx
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钢铁冶金厂区视频监控系统解决方案技术建议书
钢铁冶金厂区视频监控系统
解决方案建议书
浙江宇视科技有限公司
1.项目概述
1.1.项目建设背景
随着钢铁冶金行业的信息化水平逐步提高，信息化建设方向出现了重要的变化，突出表现在信息的集成整合和资源的共享利用，涉及到企业的安全防护、生产过程的调度、产品计量、决策及故障排除等方面。
在此过程中，视频监控技术的应用起到了关键的作用，而在钢铁冶金厂区工业视频监控未来发展的趋势，业界普遍的共识是高清、智能和联网。
当前，以数字化园区为特征的钢铁冶金厂区信息化发展更为迅速。
在企业生产方面，可以用于监控生产区域的车间内重要生产设备运行状况、物流线路通畅情况及生产环境状况的监控、产品计量的监控，防止灾害和事故的发生，提高企业运行效率；在园区安防方面，可以和既有的门禁、告警等系统进行联动，杜绝和防范企业资产的非正常流失和保障企业运行的正常秩序。
在XXXX钢铁信息部门和安保部门的通力合作和统筹设计下，基于安防目的的新建视频监控系统普遍呈现出技术先进、覆盖全面、注重大安防联动的特点。
视频监控系统都注意覆盖到了集中办公区、生产区、库区和厂区道路周界各个部分，实现整个XXXX钢铁厂区的无缝覆盖。
同时根据地理区域和组织架构综合考虑，设立若干个分控中心，和安保部主监控中心协同，大大提高了管理效率，降低了工作强度。
视频监控系统均使用了先进的IP网络视频监控系统，普遍摒弃了传统的矩阵+DVR的建设模式，使得整个系统扩展性强，工程复杂度大大降低。
视频监控系统并不是作为一个独立的系统来规划设计，而是非常注重“大安防”的理念，注重视频监控系统与报警、门禁、消防系统等的联动功能，真正的将视频监控系统作为安防系统的一个子系统来统一规划设计。
1.2.项目需求分析（斜体字部分应按具体项目实际需求更改）
1.2.1.项目需求概述
本次建设是为XXXX钢铁厂区一期进行部署安全防范系统，视频监控系统作为非常重要的安全系统是非常必要的。
具体建设目标如下：
安防监控主要覆盖集中办公区域、生产区域、库区和厂区道周界各个部分。
集中办公区域就是标准楼宇监控，生产区域包括出入口（含窗户）、广阔厂区全局（采用球机）、重点保密区域出入口（和门禁联动），库区包括堆场和成品库区，周界即周界。
库区监控主要针对出入口和室外的监控。
实现消防、报警、门禁等的联动，对于特殊场景采用智能分析报警。
为保证监控系统的安全稳定运行，网络传输采用独立以太网网络。
根据XXXX钢铁厂区综合一期弱电安防设计要求，共有监控点200个，其中室外高清红外IPC100台，室外高清红外球50台，室内高清半球IPC50个；视频监控中心中心单元1套。
视频监控存储策略为视频图像集中存储在监控中心，存储图像特殊指定100个摄像机为1080P格式，其他为720P/4CIF格式，每天24小时，至少保存30天。
1.2.2.项目功能性需求
首先IP监控需要满足厂区监控系统的基本需求，主要包括看、存、控、管、用五个方面。
即，快速的实时、历史图像调阅；可靠的视频图像存储；灵活的前端设备、轮切图像控制；方便的用户、设备以及系统的管理维护；外部系统对图像的简单调阅和系统内部/外部对图像的深入挖据。
除了基本功能之外，还需要考虑和厂区安防其他系统的集成和联动，如与报警系统，门禁系统，巡更系统的联动，与安防大平台或应急指挥中心的集成，智能图像业务的叠加等。
整个安防图像监控信息系统将图像资源采集编码后通过视频监控网传输到中心，在重点场所、集中办公区域，生产区域包括出入口、广阔厂区全局、重点保密区域出入口，库区包括堆场和成品库区，周界等。
设立视频监控点，视频图像实时传输到监控中心，通过对图像的浏览、记录等方式，使各授权的用户或控制中心直观地了解和掌握监控区域的治安动态，有效提高治安管理水平。
建成后的安防图像监控信息系统作为提高内部治安管理的有效途径之一，其建设的力度、程度、广度将在一定程度上提高生产系统的管理、快速反应、协同作战以及安全保卫的科技防范水平，提高治安管理的统一指挥、快速反应、协同作战水平，建成后系统应具备以下功能要求：
1.实时图像点播
应能按照指定设备、指定场所，如楼道，楼梯转角，大厅等，进行高清图像的实时点播，支持点播高清图像的显示、缩放、抓拍和录像，支持多用户对同一图像资源的同时点播。
2.远程控制
应能通过手动或自动操作，对前端设备的各种动作进行遥控；应能设定控制优先级，对级别高的用户请求应有相应措施保证优先响应。
3.存储和备份
监控控制平台的数据库在记录图像信息的同时还应记录与图像信息相关的检索信息，如设备、通道、时间、报警信息等。
采用专业的NVR存储进行分散部署。
4.历史图像的检索和回放
应能按照指定设备、通道、时间、报警信息等要素检索历史图像资料并回放和下载；回放应支持正常播放、快速播放、画面暂停、图像抓拍等。
5.报警管理
报警的接收和分发，应能接收报警源发送过来的报警信息，根据报警处置策略将报警信息分发给相应的系统、设备进行处理。
报警源包括前端报警设备/报警子系统、监控设备的视频移动侦测输出。
6.报警联动
若报警位置存在监控设备，报警发生时应能通过预设方式自动调用视频或声音信息进行报警复核，并触发录音录像，系统支持与其它警用业务系统进行报警联动。
7.语音双向对讲
根据应用需要（如安全防护等），能支持在监控点和监控中心之间实现语音双向对讲功能。
8.系统的人机交互
具有直观、友好、简洁的人机交互界面。
具有视频画面分割显示、信息提示等处理功能。
能反映自身的运行情况，对正常、报警、故障等状态给出指示。
9.用户与权限管理
监控中心应具有对接入的用户进行授权和认证的功能。
用户及权限管理可由各监控中心独立执行，也可集中执行。
用户及权限管理模块应定义用户对设备的操作权限、访问数据的权限和使用程序的权限。
监控中心的用户应有权限获取所辖范围内的历史图像和实时监视图像，当需要获取非管辖范围内的历史图像和实时图像时，应取得有效授权。
系统可提供对前端设备进行独占性控制的锁定及解锁功能，锁定和解锁方式可设定。
10.网络与设备管理
应能在监控管理平台范围内对系统设备、网络进行管理，收集、监测网络内的监控设备、相关服务器的运行情况；对有权限调用访问本级监控中心的用户应能进行监控；在系统内部应能实现实时工作时钟同步。
11.日志管理
日志包括运行日志和操作日志两种，运行日志应能记录系统内设备启动、自检、异常、故障、恢复、关闭等状态及发生时间；操作日志应能记录操作人员进入、退出系统的时间和主要操作情况。
方便厂区内部的管理人员了解目前的监控设备的运行情况。
12.系统图像质量
应保证图像信息的原始完整性，即在色彩还原性、图像轮廓还原性（灰度级）、事件后继性等方面均与现场场景保持最大相似性。
系统的最终显示图像应达到高清图像720P（1280×720）质量，对于电磁环境特别恶劣的现场，图像质量不降低
1.3.系统设计原则
为了达到国内领先的目标，XXXX钢铁厂区视频监控系统的设计应该充分考虑系统的合理性、先进性、实用性、可靠性、稳定性和可扩展性的原则。
1.3.1.合理性原则
为了保证整个系统从设备配置到系统构成的合理性，XXXX钢铁厂区视频监控系统设计根据XXXX钢铁厂区视频监控系统的实际状况和建设治安防控系统的具体要求，充分满足用户在使用中的各项功能要求。
为了保证系统的顺利使用以及与已建成系统集成的顺利进行，本系统的建设需要提供开放的软件接口，提供底层的API，从而为将来开发出实用而简易的集成软件，完成系统集成打好基础。
1.3.2.先进性原则
当前，计算机及通信技术高速发展，使得系统的设计不但要考虑充分利用当前的最新技术，而且还必须考虑随着技术的进一步发展，能在系统中不断溶入新技术，使系统始终充满活力，始终保持一定的先进性。
在XXXX钢铁冶金厂区视频监控系统的设计中，对所有设备和相应软件的设计中，应该选用国际先进的视频监控设备和系统，从而既保持传统监控系统图像质量高的特点，同时能够彻底解决监控系统数字化、网络化过程中的瓶颈问题。
真正实现国内先进水平的目标。
XXXX钢铁冶金厂区视频监控系统的设计采用高清视频方式，前端高清IPC采集后存储到专业IPSAN中，前端高清IPC支持双流的方式，数字实时图像通过高清解码器在电视墙或者直接在计算机终端上显示，高清数字存储图像以iSCSI流的方式直接写入IPSAN。
这一技术路线采用了先进的下一代网络架构，保证了系统具有良好的清晰度、较少的服务器资源占用、完全实时、一流的网络功能等诸多特点，采用了先进的数字图像技术，为系统扩展应用打好基础，系统建成后在很长时间内不会被淘汰。
1.3.3.实用性原则
XXXX钢铁冶金厂区视频监控系统的建设应以实用性为基本原则。
系统功能必须满足监、控、存、查、管、用的基本要求，硬件和软件平台界面友好、易学易用、使用方便、图像清晰；采用统一的系统标准和通信协议，使整个系统中各个子系统间能互联互控，充分发挥整个系统的功能。
1.3.4.可靠性原则
作为XXXX钢铁冶金厂区视频监控系统治安管理的关键系统，需要保证治安防控系统安全、正确地完成相应功能。
从而保证系统的完整性、正确性和可恢复性。
系统的不稳定因素要从硬件、软件系统协同运行中给予充分的防止。
如有发生也应做到可即时地恢复。
所有产品均具有正式的出厂合格证明和权威机构的质量认证。
本系统的规模无论在网络、系统平台，还是在系统应用方面都具有相当的规模，系统的运行可靠性是主要性能之一。
保证对系统提供24小时不间断服务。
系统的可靠性主要表现在以下几个方面：
1.前端摄像系统的可靠性
2.信号传输系统的可靠性
3.视频存储系统的可靠性
4.视频管理服务器的可靠性
5.网络系统的可靠性
6.软件系统的可靠性
系统在设计上采用以下容错办法：
Ø后备电源系统
Ø主要设备的备品、备件
ØRAID5容错机制
Ø硬盘MTBF≥10万小时
Ø图像数据远程复制技术
1.3.5.可扩展性原则
可扩展性原则主要体现在系统横向和纵向的扩展能力上。
在系统横向扩展方面，智能视频监控系统在满足当前视频监控需求的基础上，应该非常方便的扩展容量，可方便实现更大容量的视频监控系统。
在纵向扩展方面，视频监控系统具有良好的兼容性和通用的软硬件接口，用户可在其基础上进行二次功能开发（如图像智能分析等）。
随着系统以后的扩展，用户容量将会不断扩大，新的业务功能的要求将会层出不穷。
这要求系统具备良好的可扩展性，所以在系统建设的初期，首先立足于近期的应用需求进行系统配置，而以系统的可扩展性来保证今后5~10年内的发展需求。
系统的各个组成部件选用标准的硬件和软件，各个子系统的设计模块化，使系统可以通过模块堆叠的方式进行扩展；各部分、各小系统的接口规范化，从而使软、硬件能够平滑升级或更新，网络节点的增减对网络性能的影响不大。
系统的可扩展性主要表现在以下几个方面：
Ø视频管理系统的可扩展性
Ø视频存储系统的可扩展性
Ø网络系统的可扩展性
Ø数据库系统的可扩展性
Ø外围设备的可扩展性
1.3.6.安全保密性原则
整个信息系统安全的问题，是系统建设中一个优先考虑的关键，所以整个系统数据要充分安全，要严格实行操作按级管理，对关键数据实施特殊保护，各种操作要做好记录，便于查找。
图像传输网络的建设需符合公安部的有关规定，充分考虑网络的安全性和保密性。
由于本系统涉及到区对于公共场所的日常实时监控、数据传输量大及使用人员多，故安全性和保密性就显得十分突出和重要。
在考虑系统的安全性和保密性时，除应考虑各种外界干扰外，还需在各个环节提供安全、保密措施。
系统的安全性和保密性可从以下方面加以保证。
网络的安全性
数字图像网络借助于单位数据专网，因此不允许与其他非内部专网进行物理链接。
软件系统的安全性
操作系统级的安全规范必须满足国际C2级标准，可以保证不被身份不明的黑客所攻击。
数据库的超级用户帐号即密码由服务器的系统管理员设定，数据库的一般用户帐号和权限由数据库超级用户（数据库管理员）设定。
系统维护人员可随时方便地对数据进行备份和恢复。
应用程序级的安全性
所有的操作人员进入系统前均应登录自己的帐号和密码，并通过权限管理服务器认证，核对准确后方可进入系统。
所有的操作人员均应规定相应的级别及权限，任何越权的操作必须被拒绝。
所有的操作、错误均应有日志记录，并可以根据工号或操作查询。
除了用户管理的基本资料外，工作人员不得对用户的其它资料和数据进行更改和操作，除非有用户指定授权人的授权。
1.3.7.开放性原则
着眼视频监控发展来看，今天为安保建设起来的视频监控系统在不久的将来将不仅仅用于安全方案，钢铁冶金厂区视频监控系统作为园区安防视频图像资源必然走向与安全生产等子系统的融合，这样就要求现在所建设的视频监控系统有足够的开发性，能够为将来更加简单方便的叠加应用打下坚实的基础。
1.4.系统设计依据
系统规划设计必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规范进行。
本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行：
Ø《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）；
Ø《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）；
Ø《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）；
Ø《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-2000）；
Ø《安全防范系统》（DB33/T334-2001）；
Ø《民用闭路电视监控系统工程技术规范》（GB50198-94）；
Ø《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）；
Ø《音频、视频及类似电子设备安全要求》（GB8898-2001）；
Ø《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》（GB4793-2001）；
Ø《信息技术设备的安全》（GB4943-2001）；
Ø《邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收技术规范》。
ØEIA/TIA568A，EIA/TIA569A国际电子工业协会通信线缆、通讯路径和空间标准
ØISO/ICE/IS11801结构化布线标准
ØISOTCP/IP协议标准
ØISO/IEC13818MPEG-2协议标准
ØISOIGMP/CGMP协议标准
Ø10BASE-T，100BASE-TX标准IEEE802.3，IEEE802.3U
Ø《中华人民共和国通信行业标准》（YD/T926）
Ø《防盗报警控制器通用技术条件》GB50198-94
Ø《电视系统视频指标》CCTRRECOMMENDATION472-3
Ø《电气指标标准》ELA-422 ELA-485
Ø《电子设备雷击保护导则》GB7450-87
Ø国家标准GB50198-94，《民用闭路监视电视系统工程技术规范》
Ø信息产业部和广电总局有关中国电视制式要求
ØGA/T75-94安全防范工程程序和要求
Ø国家标准GB50057-94，《建筑物防雷设计规范》
Ø国家标准GB7450-87，《电子设备雷击保护导则》
Ø国家标准GB50348-2004，《安全防范工程技术规范》
Ø国家标准GB12663-90，《防盗报警控制器通用技术条件》
Ø国家标准GB50198-96，《民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范》
Ø国家标准GBJZ32-90-92，《中国电器安装工程施工及验收规范》
Ø国家标准GBJ115-87，《工业电视系统工程技术规范》
Ø《安全防范工程技术规范》（GB50348－2004）
Ø《视频安防监控系统技术要求》（GA/T367－2001）
Ø《安全防范系统验收规则》（GA308－2001）
Ø《安全防范工程程序与要求》（GA/T75－94）
Ø《防盗报警控制器通用技术条件》（GB12663－90）
Ø《民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198－96）
Ø《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94）
Ø《中国电器安装工程施工及验收规范》（GBJZ32－90－92）
Ø《信息技术客户通用电缆铺设要求》（ISO/IEC11801）
Ø《工业电视系统工程技术规范》（GBJ115-87）
Ø《视音频编解码标准——视听对象的编码（6部分）》（ISO/IEC14496）
Ø《工业企业扩音通信系统工程设计规程》（CECS62-94）
Ø《工业企业通信工程设计图形及文字符号标准》（ECS37-91）
Ø《广播传音电缆线路工程建设技术规范》（GY5053-94）
Ø《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74－2000）
Ø《城市地理空间框架数据标准》（CJJ103－2004）
2.系统总体架构设计
2.1.监控建设模式分析
2.1.1.模拟视频监控系统
模拟视频监控系统的发展较早，目前常被称为第一代监控系统。
模拟监控系统是以视频矩阵、分割器、录像机为核心，辅以其他传感器的模拟信号传输、控制、处理系统。
模拟监控系统采用视频切换矩阵连网，多路数视频光端机上传视频图像。
系统主要特点是：
视频、音频信号的采集、传输、存储均为模拟形式，一定距离范围内图像质量保持得很好。
传统的模拟钢铁冶金厂区视频监控系统有局限性。
首先，模拟视频监控系统中所存储的视频图像信号是未经压缩的模拟信号，需要使用大量录像带，成本高、占空间且不易保存；第二，模拟视频监控系统在进行长延时录像时的图像质量较差，检索时需要在录像带上反复进退查找，难度大、不易使用，第三，与信息系统无法交换数据，难于和钢铁冶金厂区的各种数据库兼容，无法进行统一的管理，应用的灵活性较差。
由于模拟视频监控系统这些自身难以克服的缺点，无法达到大规模钢铁冶金厂区监控系统的要求，在系统建设过程中需要逐步淘汰或者进行升级改造。
2.1.2.模数结合的视频监控系统
数字硬盘录像机（DVR）应用到模拟监控系统中，将传统的模拟视频信号转换为数字信号，通过计算机网络来传输，这就形成了模数结合的监控系统，实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化和管理的智能化。
模数结合监控系统的报警信号和视音频信号的接入、图像的切换和前端设备的控制主要采用模拟切换矩阵，图像的记录采用数字方式，图像数字化后通过计算机网络传输。
模数结合的钢铁冶金厂区视频监控系统存在诸多问题：
“矩阵＋DVR”是两套系统组合。
矩阵作为实时查看设备，起到控制、切换作用；DVR作为数字存储设备。
两套系统之间没有相互控制、统一管理的机制，仅仅是两套系统的组合。
标准化问题。
对于钢铁冶金厂区监控系统，在设计之初，就要充分的考虑到系统的扩容的便利性。
除在大楼建设初期设计的一些监控摄像点外，可能会随着监控要求的变化随时增加一些监控探头，如设置在停车场，公共活动场所或者室外环境。
矩阵协议目前没有形成国际标准化，不同厂家的矩阵难以实现互通，对后期扩容造成隐患。
视频存储问题。
在模数结合的视频监控系统中采用DVR作为存储介质，但是DVR没有采用RAID、不支持硬盘热插拔，使得DVR难以为钢铁冶金厂区的视频监控的事后取证提供高可靠性、稳定性的历史文件。
同时由于视频文件分散在不同设备上，难以形成统一管理和视频数据综合利用，例如图像识别等应用。
管理能力问题。
DVR+矩阵方式的布线非常复杂，超过150路时，非常占空间，管理复杂。
2.1.3.基于IMOS的IP智能监控架构
目前，整个视频监控系统已经进入了网络监控的时代，各行业联网监控需求的快速增长，对传统的监控厂商提出了全新的要求。
传统监控厂商由于能力限制，很难涉足开发钢铁冶金厂区视频监控系统的各个方面，在实现网络监控需求时其重点还是在各个子系统之上去考虑上层软件的设计。
当钢铁冶金厂区面积越来越大，使得监控范围不断扩大，海量的视频存储需求不断增加，业务需求越来越复杂和灵活时，由于传统监控厂商无法从网络监控的整体架构角度对所有网络监控的组件进行优化，只能依靠上层软件被动的去整合异构非标的硬件、不同厂商存储、网络等，系统设计已经存在一些不可逾越的瓶颈。
因此，才会出现依靠流媒体服务器、网络转存服务器、设备代理服务器等组件来实现不同异构设备之间的媒体处理和信令处理，当面对海量多媒体信息管理存储的需求，这些设备的集群、负载均衡、故障倒换等可靠性设计以及其整体架构的性能瓶颈已经成为阻碍钢铁冶金厂区监控发展的重要因素。
随着高清监控在钢铁冶金厂区监控系统特别是新建园区监控系统中的普及，也给监控系统建设、维护和使用带来了一系列的挑战与困扰。
●随着前端清晰度的提升，前端码流带宽也飞速增加，在前端点位数量没有增加的情况下，原有系统平台依然需要扩容，需要增加大量服务器，增加系统向高清升级的成本。
●前端码流提升也带来了存储成本的增加，原先能够存储30天的存储容量升级高清后可能只能存储15天，甚至更少。
●为了提升管理水平，加强管控力度，现在很多钢铁冶金厂区的监控画面需要上传到集团公司，在带宽相对紧张的广域链路上如何更好的传送带宽翻倍的高清视频呢？
●高清的引入仅仅是为了满足感官体验的提升么？
如何更好的使用高清画面，使投入获得更大的收益？
宇视科技针对网络监控和多媒体融合管理的需求，推出了定位于IP多媒体基础软件平台的IMOS（IPMultimediaOperationSystem-IP多媒体操作系统），IMOS本质上是一个通用的支撑多媒体综合监控、会议通信、语音通信、信息发布应用的中间件平台，即可以支撑宇视科技管理平台组件也可以支撑宇视科技的多媒体编解码终端设备和多媒体应用存储设备，IMOS基于联网监控需求对整个钢铁冶金厂区监控系统的所有组件进行融合优化，满足钢铁冶金厂区监控系统的全局看、控、存、管、用业务需求，它的出现能够解决当前钢铁冶金厂区监控系统不可逾越的瓶颈，满足多媒体融合应用的需求，同时更好的支持合作伙伴面对客户提供个性化增值应用解决方案。
2.2.系统设计
2.2.1.系统组网拓扑（请修改）
本方案设计拓扑如下：
根据XXXX钢铁冶金厂区对整个网络视频监控系统的要求，系统采用IP化网络视频监控。
系统为监控现场、监控中心二级结构。
在监控系统中，监控中心包括安保监控中心和生产监控中心，安保监控中心负责查看理辖区范围内的媒体信息，满足管理部门权限管理的需要；生产监控中心负责查看生产场所和生产线监控，满足安全生产管理部门权限管理的需要。
在监控现场，采用高清网络IPC，高清网络IPC最后通过监控以太网接入监控管理平台。
所有高清网络摄像机，视频流通过监控系统承载网传输至IPSAN进行集中式存储。
视频监控系统的承载网络为专用的以太数据传输网络，在每三层的中间层（即地下一、2层、5层、8层、11层）弱电间放置百兆以太网交换机收集监控点数字化信息，通过专用千兆以太网链路经弱电竖井连接到中控室进行处理、显示、存储等操作。
在监控中心，放置监控管理平台，包括视频管理服务器、数据管理服务器平台.、媒体交换服务器，以及存储，监控客户端根据需要可以适当配置，监控是以B/S架构，在接入监控承载网上任何PC上可以通过浏览器进行调阅、控制管理图像。
钢铁冶金厂区内工作站如果要调阅图像，一是要能够连接懂啊监控承载网，二是需要进行相应的授权，满足此要求就可以调阅图像。
在各楼层节点中，以每三层的中间层（地下一层、2层、5层、8层、11层）放置编码器和百兆接入交换机，通过光纤连接到监控中心核心接入交换机。
本系统不仅可以在监控中心监视所有的图像，而且还可以在本楼区域内授权的工作站上通过局域网进行网上监控。
2.2.2.系统架构设计
系统采用模块化设计思路，分为前端采集系统、传输交换系统、管理控制系统、视频音频存储系统4大部件。
1、前端采集系统
前端采集系统通常包含IP高清网络枪机，IP高清网络半球，IP高清网络球机。
前端采集系统支持H.264、MPEG4、MPEG2、MJPEG等多种标准编码格式，并可提供各种不同
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