小區(qū)智能高清監(jiān)控項目設(shè)計方案

小區(qū)智能高清監(jiān)控項目設(shè)計方案系統(tǒng)概述隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的高速發(fā)展，小區(qū)視頻監(jiān)控中對產(chǎn)品的要求也在不斷提高，功能要求更加完善、穩(wěn)定，性能要求更加清晰、準確。傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)大部分都只能到達CIF（352×288）或者4CIF（704×576）的分辨率，存在圖像清晰度低、可看范圍小等缺點，在小區(qū)出入口、主要通道、公共區(qū)域等大范圍監(jiān)控場合，都迫切需要清晰度更高、可看范圍更大的監(jiān)控手段，以滿足迅速準確的找到監(jiān)控目標、看清面部特征和車牌照的監(jiān)控效果。針對當前社會治安越發(fā)復雜、事發(fā)影響程度越發(fā)惡劣的現(xiàn)狀，為了迅速有效處置突發(fā)事件、切實做好小區(qū)各項安全保衛(wèi)工作，我們建議在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采用高清視頻監(jiān)控技術(shù)，通過充分應(yīng)用先進科技手段和技術(shù)裝備，來突破目前視頻監(jiān)控圖像采集、傳輸和顯示分析的瓶頸，克服傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)視頻覆蓋范圍小、圖像清晰度不高、視頻圖像利用率底下等一系列的問題，實現(xiàn)小區(qū)視頻監(jiān)控的跨越式發(fā)展。高清特點由于受到成本的限制，高清在視頻監(jiān)控行業(yè)一直未得到有效地應(yīng)用。而現(xiàn)在芯片技術(shù)及壓縮算法的發(fā)展，高清的視頻監(jiān)控產(chǎn)品逐漸興起?，F(xiàn)在D1標清視頻壓縮格式業(yè)已正式寫入數(shù)字硬盤錄像系統(tǒng)(DVR)國家標準。高清攝像機和高清視頻編解碼器也逐步得到應(yīng)用和推廣，其清晰度可以達到1920*1080或1600*1200，高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供的高質(zhì)量視頻圖像，將為小區(qū)治安監(jiān)控效果帶來顯著的提升。圖像清晰度更高、細節(jié)更加清楚傳統(tǒng)的標清分辨率的圖像對于多數(shù)的監(jiān)控場景，基本上無法對細節(jié)進行分辨。而當發(fā)生案件時，從錄像資料中很難對監(jiān)控現(xiàn)場涉案的人員、物品準確認定，不具備很好的對偵破工作的指導性和法律質(zhì)證能力。在一些重要的監(jiān)控場所，應(yīng)采用高清攝像機獲取高清晰度的監(jiān)控畫面，更能清楚地呈現(xiàn)監(jiān)控原貌。高清視頻監(jiān)控圖像與標清視頻圖像清晰度的直觀比較如下圖所示：高清和標清圖像效果比對1KM遠距離高清圖像細節(jié)呈現(xiàn)監(jiān)控目標覆蓋范圍更廣、提高監(jiān)控效能在傳統(tǒng)的標清監(jiān)控技術(shù)構(gòu)架下，為了保證監(jiān)控的覆蓋率，盡可能的減少監(jiān)控死角，需要安裝部署相當規(guī)模數(shù)量的監(jiān)控攝像機，監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大，從幾百路向成千上萬路甚至數(shù)十萬路的規(guī)模發(fā)展。如此規(guī)模龐大的監(jiān)控資源，在同一時間里卻只有極少部分能夠得到實時的監(jiān)控，而絕大多數(shù)監(jiān)控圖像被無差別的記錄保存下來，從而形成了海量級的視頻錄像數(shù)據(jù)資料。而這些規(guī)模龐大的錄像資料中也僅有極少部分因可能與某些已知的事件相關(guān)聯(lián)而被備份以外，其他的錄像信息則不斷的被新的錄像數(shù)據(jù)所覆蓋。這就是典型的傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)大規(guī)模、高成本、低效率的建設(shè)應(yīng)用現(xiàn)狀。在高清監(jiān)控技術(shù)構(gòu)架下，單臺高清攝像機能夠相當于幾臺普通攝像機的監(jiān)控覆蓋面，且圖像分辨率更高、信息量更豐富，因此采用高清監(jiān)控可以非常有效的縮減系統(tǒng)規(guī)模，節(jié)省傳輸鏈路和設(shè)備，從而減少總體建設(shè)成本，高清監(jiān)控技術(shù)將推動視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用向著集約化、效能化轉(zhuǎn)變。如圖下圖所示：一臺高清攝像機即可覆蓋整個十字路口，實現(xiàn)原先需要多個攝像機才能達到的功能。高清視頻監(jiān)控的大范圍覆蓋效果圖示高清攝像機能實現(xiàn)數(shù)字PTZ功能高清攝像機不僅提升了圖像清晰度，使得數(shù)字PTZ功能得以體現(xiàn)，也就是在整幅大圖像中對某個局部細節(jié)進行放大或移動。而且這種大范圍整幅圖像監(jiān)控拍攝，不會錯過監(jiān)控范圍內(nèi)的任何情況，給日后的調(diào)閱查證提供了有效手段。同時由于數(shù)字PTZ方式?jīng)]有機械移動部件，設(shè)備也更經(jīng)久耐用。有利于圖像識別和智能視頻分析的應(yīng)用圖像識別和智能分析技術(shù)一直未能得到業(yè)界普遍期待的大規(guī)模應(yīng)用，主要原因是識別的精確度離用戶的期待還有不小的差距，而圖像的分辨率則是影響識別精確度的主要因素。高清攝像機圖像信息高清攝像機采用先進的感光器使圖像細節(jié)更加清晰、更加細膩，逐行掃描方式可以給我們提供更好的圖像質(zhì)量，有效解決了隔行掃描帶來的梳狀模糊現(xiàn)象，給智能分析等應(yīng)用提供了有利的前提條件，這對于車牌、人臉識別等智能分析應(yīng)用具有重要意義。設(shè)計目標根據(jù)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點和應(yīng)用需求，本方案的目標是建設(shè)一個采用高清視頻采集技術(shù)、高清視頻編解碼技術(shù)、光纖專網(wǎng)圖像傳輸技術(shù)、聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)、存儲和顯示等應(yīng)用技術(shù)，并進行精確監(jiān)控的視頻監(jiān)控平臺。結(jié)合當前與今后一定時期內(nèi)圖像監(jiān)控系統(tǒng)與圖像應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展需要，建立高清圖像管理平臺，為指揮調(diào)度、調(diào)查取證等多種后臺應(yīng)用提供及時、可靠的監(jiān)控圖像信息，服務(wù)實戰(zhàn)。主要內(nèi)容如下：1.建設(shè)前端高清監(jiān)控點結(jié)合監(jiān)控布點原則及規(guī)范，圍繞小區(qū)出入口、通道、小區(qū)單元樓入口，小區(qū)周邊等，本著資源優(yōu)化配置及利用的原則，充分利用小區(qū)現(xiàn)有資源，實現(xiàn)高清視頻監(jiān)控前端布點建設(shè)，可采用動靜結(jié)合策略，部署高清可控監(jiān)控點和高清固定監(jiān)控點。2.高清視頻信息接入與交換輸出前端采集到的高清視頻信息，通過光纖傳輸，接入高清視頻編碼設(shè)備完成高清數(shù)字編碼，再經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換傳輸設(shè)備，將視頻信號傳遞到分控中心（數(shù)據(jù)存儲與轉(zhuǎn)發(fā)）和監(jiān)控中心，完成視頻接入及切換輸出顯示，同時滿足與其他視頻系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)和共享。3．高清視頻顯示與應(yīng)用監(jiān)控中心實現(xiàn)高清視頻圖像顯示，監(jiān)控中心采用大尺寸LCD液晶監(jiān)視器顯示，能顯示前端采集的高清視頻圖像，同時可保留既有的標清系統(tǒng)顯示；高清視頻圖像支持高清下變標清，實現(xiàn)與既有標清系統(tǒng)的資源共享；高清網(wǎng)絡(luò)編碼后的IP流媒體傳送到存儲系統(tǒng)及各視頻應(yīng)用系統(tǒng)，以實現(xiàn)高清視頻的綜合應(yīng)用。4.聯(lián)網(wǎng)控制管理采用聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，不僅完成視頻干線聯(lián)網(wǎng)控制，同時可以實現(xiàn)遠程切換，故障告警，遠端升級、遠程排障等功能。設(shè)計原則1. 先進性本系統(tǒng)采用先進的、具有前瞻性的視頻監(jiān)控技術(shù)，包括130萬像素數(shù)字高清技術(shù)、高清視頻編解碼技術(shù)、視頻海量存儲和高效檢索技術(shù)和視頻智能分析技術(shù)等。同時采用先進的綜合視頻管理平臺，借鑒海量多媒體資料管理系統(tǒng)的經(jīng)驗和技術(shù)，不僅實現(xiàn)對高清、標清視頻的統(tǒng)一管理，還應(yīng)實現(xiàn)整個系統(tǒng)設(shè)備的運維管理，以及各類視頻綜合智能化應(yīng)用。2. 可靠性系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選型、調(diào)試、安裝等環(huán)節(jié)都嚴格執(zhí)行國家、行業(yè)的有關(guān)標準及公安部門有關(guān)安全技術(shù)防范的要求，貫徹質(zhì)量條例，采用穩(wěn)定、可靠的技術(shù)設(shè)備，確保系統(tǒng)級別的高穩(wěn)定性和可靠性，滿足7×24小時、全年365天的全天候長期穩(wěn)定運行。系統(tǒng)中核心的數(shù)字高清編碼陣列、存儲設(shè)備、重要的服務(wù)器及后臺服務(wù)軟件等，支持掉電恢復后設(shè)備及軟件自動恢復正常連接、斷網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)風暴恢復后設(shè)備及軟件自動恢復正常連接，啟動過程無需過多人工干預。3、安全性系統(tǒng)傳輸采用專網(wǎng)，充分利用光纖資源，保證視頻信息、控制信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩蜁惩ǎ苊獠捎没ヂ?lián)網(wǎng)和VPN進行傳輸。同時設(shè)備接入、傳輸采用加密技術(shù)，提供網(wǎng)絡(luò)非法入侵保護和避免信息非法被竊取。4. 開放性高清數(shù)字攝像機、高清編解碼器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備及軟件平臺等均應(yīng)采用開放式的產(chǎn)品或架構(gòu)，能夠提供完整的SDK、API等二次開發(fā)環(huán)境，并須提供SDK、API等的源代碼及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、開發(fā)文檔，并交由獨立第三方進行驗證，滿足構(gòu)建統(tǒng)一的視頻管理及應(yīng)用平臺的需要。5. 易管理性、易維護性前端設(shè)備支持遠程升級和遠程故障排除功能，維護便捷，降低系統(tǒng)運維管理成本。同時可自動檢測系統(tǒng)中任何一臺設(shè)備的運行狀態(tài)，并示出詳細參數(shù)，以輔佐管理人員及時準確地判斷和解決問題。采用穩(wěn)定易用的硬件和軟件，完全不需借助任何專用維護工具，既降低了對管理人員進行專業(yè)知識的培訓費用，又節(jié)省了日常頻繁地維護費用。系統(tǒng)總體設(shè)計總體設(shè)計思路高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)監(jiān)控點圖像全部接入視頻監(jiān)控專網(wǎng)，由分控中心進行24小時實時監(jiān)控，在派出所完成錄像記錄，并保證在突發(fā)事件發(fā)生時，監(jiān)控中心能夠調(diào)用現(xiàn)場實時圖像信息進行指揮和調(diào)度。系統(tǒng)建設(shè)的思路如下：前端采用高清數(shù)字攝像機采集高清視頻圖像，最大分辨率可達到UXGA(1280×720)；原始的高清圖像數(shù)據(jù)（rawdata）經(jīng)光纖進行傳輸，通過匯聚設(shè)備進行統(tǒng)一的切換、控制、顯示、編碼和存儲；切換、控制和輸出，采用高交換能力的視頻交換處理設(shè)備，保證切換、控制的實時性；輸出的圖像為非壓縮原始圖像，保證了大屏顯示的圖像質(zhì)量、清晰度和流暢性；視頻交換處理設(shè)備部署在派出所，滿足實戰(zhàn)要求；采用機架式高清編碼陣列對高清圖像進行集中編碼，輸出兩個碼流，一個用于網(wǎng)絡(luò)訪問（如小區(qū)領(lǐng)導桌面調(diào)看、中心硬解碼顯示），另一個用于存儲；錄像資料靠前部署，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)開銷，錄像時間為20天；設(shè)置客戶端，對小區(qū)區(qū)域內(nèi)的高清攝像機施行實時監(jiān)控和遠程控制；監(jiān)控中心部署管理服務(wù)器，對監(jiān)控專網(wǎng)內(nèi)的高清攝像機、存儲設(shè)備、解碼設(shè)備、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器實行集中管理，監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)；對客戶端進行帳戶、密碼、使用權(quán)限的集中分配和管理，對客戶端登陸監(jiān)控系統(tǒng)進行驗證；監(jiān)控中心采用LCD液晶監(jiān)視器顯示監(jiān)控圖像；對前端設(shè)備接入、網(wǎng)絡(luò)傳輸、資源訪問等采用有效的安全管理措施，包括信息加密、網(wǎng)絡(luò)接入控制、訪問認證管理等措施，防止監(jiān)控系統(tǒng)被非法入侵、監(jiān)控信息被非法竊取和擅改等；本期監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)為下一階段社會監(jiān)控系統(tǒng)的整合提供基礎(chǔ)和接口，并能滿足其他部門和單位對圖像的共享要求，充分利用監(jiān)控資源，發(fā)揮整體效益，做到系統(tǒng)具有可持續(xù)發(fā)展特性。系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)功能特點高清圖像采集高清數(shù)字攝像機實現(xiàn)高清視頻圖像采集功能，支持1280×960分辨率，支持光纖輸出，具有最佳的圖像抗干擾性和高清視頻圖像遠距離傳輸能力。高清數(shù)字攝像機夜間能獲得高質(zhì)量的視頻監(jiān)控效果，確保錄像資料能有效記錄行人、車輛特征、環(huán)境等圖像信息，提供有效的刑偵分析素材，對系統(tǒng)的建設(shè)意義極為重要。本方案采用LED補光方式來滿足全天候圖像監(jiān)控的要求。在LED頻閃工作模式下，攝像機與LED同步精確，在夜間低照度環(huán)境下能有效獲取高質(zhì)量的圖像，以下是夜間高清監(jiān)控效果圖。車輛特寫部分效果圖：高清圖像編碼高清編碼器和高清編碼陣列實現(xiàn)對高清數(shù)字視頻圖像的編碼，支持1280×960分辨率，利用高效的編碼效率，使所需要的碼率更低，設(shè)置變碼率可進一步降低總體傳輸碼率，以降低網(wǎng)絡(luò)承載的壓力和總體存儲容量。高清編碼陣列芯片采用“DSP+自主算法”這種產(chǎn)品特征，且具備強大的處理能力和業(yè)界領(lǐng)先的自主知識產(chǎn)權(quán)編解碼算法，為將來視頻業(yè)務(wù)功能擴展創(chuàng)造了必要條件。低延時遠程監(jiān)控在整個小區(qū)范圍內(nèi)，通過視頻監(jiān)控專網(wǎng)，授權(quán)用戶能遠程監(jiān)控任意可控監(jiān)控點的圖像，遠程操作攝像機進行變焦和轉(zhuǎn)動，可以清晰地查看現(xiàn)場圖像。高清編碼陣列采用高性能處理芯片和優(yōu)化算法，編碼效率高，編碼延遲小，可確保端到端控制延遲小于400ms（GA/T669標準）。低延遲體現(xiàn)控制靈敏度高、響應(yīng)迅速、聚焦準確等優(yōu)勢。高清圖像切換控制與顯示支持兩種方式的切換控制，包括非壓縮圖像數(shù)據(jù)的實時切換控制（與標清模擬圖像控制切換方式一樣），以及壓縮圖像數(shù)據(jù)的低延時解碼控制切換。滿足派出所實戰(zhàn)和指揮中心圖像調(diào)度的業(yè)務(wù)要求。圖像存儲與共享圖像存儲遵循就近部署的原則，同時兼顧重要涉案圖像的集中保存功能要求。系統(tǒng)具備高清視頻流的存儲功能，授權(quán)網(wǎng)絡(luò)用戶可以從存儲服務(wù)器或NVR上遠程調(diào)看、下載視頻資料。管理服務(wù)功能通過管理服務(wù)器，統(tǒng)一管理存儲設(shè)備的音視頻資料的訪問，并為客戶端提供流暢的視頻流服務(wù)，實現(xiàn)全網(wǎng)系統(tǒng)管理和流媒體轉(zhuǎn)發(fā)。權(quán)限管理功能可以添加和刪除用戶，并可對各級用戶的控制權(quán)優(yōu)先級進行管理。多系統(tǒng)整合功能實現(xiàn)和原有標清監(jiān)控系統(tǒng)的整合、與GIS系統(tǒng)、廣電、會議系統(tǒng)的整合。視頻資源共享通過視頻資源共享專網(wǎng)和軟件管理平臺其他單位提供圖像資源。系統(tǒng)日志功能系統(tǒng)自動記錄系統(tǒng)的操作日志和運行日志。高清視頻監(jiān)控前端高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要在重點關(guān)注場所和核心重要部門部署監(jiān)控點位，實現(xiàn)高清視頻采集、控制、傳輸和顯示功能。高清監(jiān)控點組成前端設(shè)備以高清球機、定點槍機立桿、網(wǎng)絡(luò)等部件。前端高清攝像機前端攝像機是整個安全防范系統(tǒng)的原始信號源，攝像部分的好壞及它產(chǎn)生圖像信號的質(zhì)量將影響整個系統(tǒng)的質(zhì)量。本系統(tǒng)前端采用高清數(shù)字攝像機，相比普通攝像機具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢：高清數(shù)字攝像機采用百萬像素級別CMOS傳感器，能獲得更多的視頻信息，實現(xiàn)1280×960、1920×1080、1600×1200甚至更高的視頻圖像分辨率；監(jiān)控圖象顯示質(zhì)量更高，能夠更好地捕捉細節(jié)；逐行掃描CMOS動態(tài)畫面表現(xiàn)更流暢；攝像機選型原則根據(jù)高清視頻監(jiān)控的需要，我們在選擇攝像機時按照以下原則：采用高性能CMOS傳感器支持日夜功能，實現(xiàn)晝夜監(jiān)控，低照度：≤0.5lux/F1.2(彩色)，≤0.1lux/F1.2(黑白)為滿足全天候治安監(jiān)控的需要，攝像機應(yīng)具備日夜彩轉(zhuǎn)黑和低照度功能，在黃昏和夜間照度較低的情況下也能獲得較為清晰的視頻圖像。視頻分辨率≥UXGA(1280×960)，幀率最高25幀/秒高清視頻監(jiān)控需要達到1280×960分辨率，逐行掃描，最高幀率應(yīng)達到25幀/秒。信噪比≥52dB高清數(shù)字攝像機應(yīng)具備高的信噪比，保證圖像信號質(zhì)量。具有曝光速度、AGC控制、白平衡控制等功能。前端供電與設(shè)備管理前端設(shè)備供電小區(qū)監(jiān)控前端設(shè)備通常采用兩種供電方式，一種是集中供電，另一種是就近取電，一般可采用集中供電方式，圖像傳輸與存儲分布式集中存儲存儲方式設(shè)計思想系統(tǒng)監(jiān)控點規(guī)模龐大，若采用集中存儲方式，將面臨中心機房空間不夠、網(wǎng)絡(luò)交換壓力大、單點故障后果嚴重等問題，因此需要將存儲位置下沉。因此在派出所作為數(shù)據(jù)存儲與轉(zhuǎn)發(fā)的匯聚節(jié)點，符合大規(guī)模高清監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)思路，即分布式集中存儲。重點圖像存儲存儲服務(wù)器建議采用監(jiān)控專用存儲系統(tǒng)，高清監(jiān)控系統(tǒng)的存儲系統(tǒng)需適應(yīng)大碼流并發(fā)寫操作，而且是以寫為主、以讀為輔的應(yīng)用，應(yīng)優(yōu)化資源分配，保障高清監(jiān)控存儲