消防远程视频监控系统实施方案.doc

厦门准信消防远程监控系统实 施 方 案厦门准信消防服务有限公司目 录1引言41.1概述41.2视频监控技术简介51.2.1视频监控技术的发展51.2.2网络视频监控技术的特点61.3厦门准信ViewShot智能网络视频监控系统72项目概况及需求分析93设计依据与设计原则103.1设计依据103.2设计原则104系统架构设计124.1网络视频监控系统架构124.2监控中心平台设计134.3监控前端设计144.4图像编码方式164.5传输设计194.6存储系统设计234.6.1存储技术介绍234.6.2存储方案设计265组网图与组网说明275.1系统组网图275.2组网说明286系统功能应用296.1系统功能简介296.1.1系统业务功能介绍296.1.2系统管理功能介绍316.2系统功能应用346.2.1图像监控与远程控制346.2.2录像存储、数据备份与录像回放346.2.3报警管理356.2.4电子地图356.2.5广播喊话366.2.6数据信息管理366.2.7用户权限管理367系统特色367.1总体特性367.1.1领先的应用架构367.1.2开放的设计体系377.1.3灵活性与可伸缩性377.1.4丰富的业务功能377.1.5部署简单、使用便捷377.1.6智能化应用377.2安全特性387.2.1高效的认证机制387.2.2完善的权限管理387.2.3视频流传输的安全性387.2.4视频数据存放的安全性397.3优势对比397.3.1与模拟系统的对比397.3.2与DVR系统的对比408产品简介458.1KDM2800监控中心平台458.2KDM2800E监控中心平台468.3KDM2801监控中心平台488.4KDM2801E监控中心平台498.5KDM2461/2461L视频编码器508.6KDM2481E/2481EL视频编码器518.7KDM2461S/KDM2461LS,KDM2462S/KDM2462LS视频编码器538.8KDM2464LS视频编码器558.9KDM2440/KDM2440P568.10KDM201视频编码器578.11KDM2561视频解码器598.12VS100磁盘存储608.13VS200磁盘存储阵列618.14平台管理软件638.15客户端软件639 消防远程监控系统工程实施组织计划64引言1.1 概述在人类社会即将进入信息化社会的今天，电信网络和计算机网络的发展极大地改变着全社会人们的生活方式，而人们生活方式的改变又反过来对计算机网络和电信网络的服务能力提出了更高的要求。随着数字技术、计算机技术和网络技术的发展，基于互联网的各种业务呈几何指数规律飞速增长，远程视频监控作为基于互联网的一种全新业务也得到了飞速的发展。在中国，安防行业经过近二十年的发展，技术和产品性能上基本达到发达国家水平，作为安防系统中的一项重要子系统视频监控系统，已经从最初的特殊行业的模拟监控发展到现在的数字化监控，从起初基于本地的小规模监控发展到今天基于网络的大型远程监控系统。计算机系统的应用普及、网络通讯技术、图像压缩处理技术以及传输技术的快速发展，使得安全技术防范行业能够采用最新的计算机、通讯和图像处理技术，利用计算机网络传输数字图像，可为实现远程图像监控及联网报警系统提供高效可行而且价格低廉的解决方案。我们知道一个典型的传统视频监控系统一般由前端，中端和后端三部分组成，完成图像的采集，传输，显示，控制和记录五大功能，随着通信技术的发展及网络传输的普及,新型的数字监控系统将不仅具有以上五种功能,将结合其他信息安全系统,实现全方位、立体化、网络化、智能化的纵深监控防护体系,与报警系统、探测系统、控制系统、远程传输网络形成一个完善的大型网络化监控系统。相对传统的模拟视频监控技术和DVR视频监控技术，网络视频监控技术拥有独特的技术优势： 网络化规模化、高可靠性高安全性、使用简便性、业务功能强大、管理功能强大、可扩展性好等等。网络视频监控已经应用于电信运营商、公安、军队、政府、金融、教育、工业厂矿、企业等各个行业。网络视频监控是视频监控技术发展的方向，是未来视频监控的趋势。1.2 视频监控技术简介1.2.1 视频监控技术的发展视频监控系统一直是监控领域中的热点，它以直观、方便、信息内容丰富而在各个行业得到广泛应用，视频监控系统的发展与电子、通信的发展息息相关，就其发展的阶段看，主要经历了以下三个阶段：第一代 基于模拟传输的视频监控系统(VCR为中心)视频监控系统最早的应用方案是采用模拟信号在电缆或光纤中传输，然后再集中监控和录像等。这种基于模拟图像的视频监控系统从电视机、摄像机诞生的那天，就已经诞生。其视频监控系统主要由摄像机、视频切换矩阵、监视器、录像机等组成，通过视频线、控制线连接，主要用于安保、生产管理场合。其特点是模拟视频信号传输，传输距离有限，安全性较差，监控方式单一。其特点是以VCR（Video Cassette Recorder）为中心。第二代 基于PC机或工控机的板卡式视频监控系统（DVR为中心）视频采集压缩技术的进步使得基于计算机的板卡式视频监控系统成为可能，PC机的普及也推动了此类技术的发展。这类视频监控系统主要由摄像机、各类采集设备、PC机/工控机、采集卡、视频压缩卡、通信接口卡、PC监控设备、录像机（模拟或数码）等组成，依赖于通信网络构成整个视频监控系统。采用计算机作为硬件平台，WINDOWS操作系统+应用软件方式来实现。该产品集图像采集、图像压缩、图像解压、图像监控与控制、图像点播、系统管理于一体，如果某部件（硬件或软件）发生故障，那么整个系统都功亏一篑，无论PC机还是工控机，都比较容易死机，不易于7×24小时不间断使用；Windows操作系统作为一个普通个人用操作系统，现在面临着系统极其不稳定，安全漏洞太多，容易被黑客利用等问题。另外这种方式存在功耗大、环境适应能力、联网能力差等缺点，其特点是以DVR(Digital Video Recorder)为中心。第三代 基于嵌入式的网络视频监控系统（MCU为中心）第三代视频监控领域，集中了多媒体技术、数字图像处理及远程网络传输等最新技术，它是大型的,分散的地理区域监控系统的最佳选择，它正以无可比拟的绝对优势取代着前两代监控系统。第三代视频监控技术不仅仅在可解决图像传输、远程控制、现场信号采集等监控功能，还可提供高质量的监控图像和便捷的监控方式。它一般基于TCP/IP架构，符合通信网的发展趋势。嵌入式系统所有硬件软件全都采用专业设计、具备专业的制造工艺。在编解码方面，采用专用的高速DSP处理芯片，系统软件采用稳定性最高的实时专用操作系统，因此具有功能最强大、可靠性最高、功耗小、环境适应能力强、软件的扩展升级方便等优点，具有非常广泛而灵活的应用。 其特点是以MCU（Multipoint Control Unit）为中心。1.2.2 网络视频监控技术的特点网络视频监控技术为当前最新的监控技术，它基于TCP/IP通信网，集中了多媒体技术、数字图像处理及远程网络传输等最新技术，可以提供清晰流畅的视频监控图像效果。相对传统的模拟监控和DVR方式的监控，网络视频监控具备无可比拟的优势， 主要体现在以下几个方面：1、网络化监控：通过IP网络真正做到任何时间、从任何地点、对任何现场进行实时监控；可充分利于IP网络的优势，实现大规模、大范围、全方位监控；2、网络化存储：系统可以实现本地、远程的录像存储及录像查询和回放；3、高可靠性、安全性：系统采用的视频编码器、网络摄像机、视频解码器、监控平台均嵌入式系统设计，具备极高的稳定性、可靠性，无需专人管理，利用构建无人值守的监控系统；3、优异的图像质量：系统采用先进的MPEG-4/H.264等视频编码算法，可实现清晰流畅的图像效果，实时性好；4、操作管理简单：系统具备良好的用户界面，采用C/S或B/S架构，操作使用非常简单；5、业务功能强大：系统为用户提供了灵活的监控画面选择, 电子地图使用，对云台、变焦的行控制，预置位和镜头的轮巡，以及实现图像抓拍、录像和录像回放、报警和报警联动功能；6、系统信息安全性高：充分利用防火墙/VPN、加密、权限管理、安全认证、实时时钟等技术，保证监控系统和录像资料不被越权使用和破坏；7、有效利用带宽：监控视频流可随时调整，具备带宽自适应能力，可充分利用通信网络，根据网络带宽视频流可自动调节，系统可以在现有的任何网络中完成各种监控功能； 8、设备的分级、分组管理：强大的分级、分组功能可将摄像机、视频编码器、报警设备等前端设备根据监控地点和管理需要编成不同区域和工作组，区域可以分级（分层）。每个工作组可分配数个前端设备，同一个前端设备可同时分配在不同的工作组中；9、用户的分级、分组管理：根据管理需要可将用户划分成不同级别，最上层是超级管理员。不同级别的管理员被赋予不同的权限。管理员可以创建用户，分配初始密码，也可以将用户划分为用户组进行管理。系统将控制权限分为多个等级，可根据需要灵活地分配给相应的用户和用户组；10、可扩展性：增加网络摄像机、视频编码器和分监控中心非常简单，能够持续平滑升级和扩展，降低对系统的整体投资成本，和其他管理控制兼容。基于以上分析，本次厦门海沧区消防单位视频监控系统建设建议采用全数字、网络化视频监控系统组建，系统建设同时预留接口，保证整合原有系统。1.3 厦门准信ViewShot智能网络视频监控系统厦门准信ViewShot智能网络视频监控系统是数字化、网络化和智能化相融合的新一代视频监控系统，可基于IP网络实现图像、声音及各种报警信号的远程采集、传输、储存和处理，提供便捷、经济、有效的远程视频监控解决方案。厦门准信提供监控中心平台、前端编码器、解码器、存储系统以及配套软件，提供整套的视频监控解决方案。系统架构示意图如下：图1 ViewShot智能网络视频监控系统架构图1) 监控中心平台厦门准信监控中心平台采用嵌入式硬件架构，安全、稳定、可靠，没有病毒、黑客等问题。监控平台部署采用分布式、模块化部署方式，系统控制平台组建简单，部署灵活，利于分期部署，边投资边建设。监控平台采用嵌入式操作系统和专用DSP数字处理芯片，集成以下功能模块：平台管理模块（PMS）中心控制模块（CMU）视频处理模块（VTDU）录像处理模块（NRU）前端接入模块（PUI）客户端接入模块(CUI)CMU 为中心管理模块，是中心服务平台的核心单元，可实现前端、客户端的接入、信令转发处理、系统及其信息管理，提供对CMU的用户个性化数据、联动告警、操作日志等数据存储功能； VTDU 为视频转分发单元，可实现音视频请求、接收、转发、分发，支持多级级联； PMS提供用户认证、管理和全网设备入网认证和管理功能；NRU提供录像与回放功能。系统提供实时监控、远程控制、录像与放像、报警联动、双向语音、权限管理、网络管理、日志管理等丰富的应用功能。CUI/PUI提供全网的用户/设备的接入。2) 视频编码器厦门准信KDM系列视频编码器遵循国家、公安部相关标准，采用H.264/MPEG-4协议编码，支持48k4M码流，提供CIF D1的监控图像画质；提供视频、音频、报警信号输入接口，控制、音频、报警信号输出接口，满足基本的视音频、报警信号的输入输出需求。部分编码器内嵌硬盘接口，可装入硬盘实现前端存储，与中心存储互为备份；编码器提供丰富的应用功能，支持地名、时间标示，支持前端报警联动，支持移动侦测、双向语音、透明通道、NAT穿越、前端录像等功能；编码器具备较强的网络适应能力，支持智能丢包恢复，保证在网络有丢包的情况下图像清晰流畅。3) 视频解码器厦门准信解码器采用集中式、插板式设计，单台设备最大可支持28路D1图像解码上墙，实际使用时可根据需求灵活配置解码板组建电视墙；用H.264/MPEG-4协议编码，支持100k4M码流，提供CIF D1的监控图像画质；每块解码板具备4路解码通道，每个通道可支持4路CIF图像合成解码输出显示；提供音频、报警信号输入接口，视频、控制、音频信号输出接口，满足基本的视音频、报警信号的输入输出需求。解码器具备较强的网络适应能力，支持智能丢包恢复，保证在网络有丢包的情况下图像清晰流畅。4) 存储系统基于iSCSI标准的IP-SAN技术和强大的监控平台构建完善的网络存储系统，存储资源可以根据需求分布式部属并加以统一资源管理和调度，支持视频存储资源管理、在线部属，可以基于统一平台满足不同存储质量、容量和服务质量的客户需求，可以提供完善的备份和存储生命周期管理功能。提供不同性能的IP SAN盘阵，同时支持NAS备份功能。厦门准信ViewShot智能网络视频监控系统突破了传统监控的瓶颈点，使得监控系统具备更好的可扩展性，使监控网络具有了良好的可管理性。同时有机地将模拟系统、监控前端设备、监控管理软件、网络设备融合为一个整体解决方案，有效地将客户的监控应用由原先的安防应用提升到IT应用,符合技术发展趋势，能够满足未来业务需要不断扩展的需要。2 项目概况及需求分析厦门海沧区消防支队拟建设一套视频监控系统，以实现对海沧区域内的重点消防单位及相应消防防灾区域等地段实施不间断视频监控。要求监控系统基于现有IP网络建设，采用网络视频监控产品构建系统。现有网络结构为多级星型网络，主交换网为622M，各前段监控点到各网络汇结点为100M网络。要求系统建成后能够满足监控、远程控制、录像存储等要求。系统具体需求如下：1） 建立一套覆盖厦门海沧区消防单位的视频监控系统，系统初期预计可达200300个监控点；2） 系统应提供清晰流畅的图像，能够对实现二十四小时不间断图像传输；3） 系统应提供录像功能，能够按要求对监控信息进行存储；4） 系统应具备强大的用户/权限管理功能，能够进行丰富的权限分配管理；5） 系统应能够长时间稳定可靠运行；6） 系统应提供简单友好的操作使用界面；7） 系统应支持平滑升级扩容和智能化改造。3 设计依据与设计原则3.1 设计依据系统规划设计严格遵循国际、国家和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：1、 GA/T75-94 安全防范工程程序与要求 2、 GBJ303-88 建筑电气安装工程质量检验评定标准 3、 GA/T 514-2004 交通电视监控系统工程验收规范4、 GA/T70-2004 安全防范工程费用概预算编制办法5、 GB 503482004 安全防范工程技术规范6、 GB14050-93 系统接地的形式及安全技术要求7、 GB50198-94 民用闭路监控电视系统工程技术规范8、 GB50198-94 彩色电视图像质量主观评价方法9、 GB50198-94 民用闭路监控电视系统工程技术规范10、 GA308-2001 安全防范系统验收规则3.2 设计原则本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。其具有以下原则：1、先进性与适用性采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、模块化程度高。设计合理，架构简洁，功能完备，切合实际，能有效控制和提高工作效率，满足动态监控和业务工作的实际需求。系统的技术性能和质量指标达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件操作使用又应简便易行，容易掌握，适合厦门海沧区情和本项目的特点。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。2、经济性与实用性在先进、可靠和充分满足系统功能的前提下，体现高性价比。采用经济实用的技术和设备，充分利用现有资源，综合考虑系统的设计、建设、升级和维护。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采用成熟的、稳定的、完善技术设备，系统具有一致性、升级能力，能够保证全天候长期稳定运行。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、开放性以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以与消防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。5、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，系统规模和功能易于扩充，系统配套软件具有升级能力。同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。方案中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。6、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。7、提高监管力度与综合管理水平本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视及报警情况。闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。4 系统架构设计4.1 网络视频监控系统架构网络视频监控系统的逻辑结构通常可分为前端接入、业务控制/媒体交换以及用户访问三个层次，具体由中心业务平台、网络录像单元、编码单元、解码单元和客户端单元等设备组成。如下图所示：业务控制/媒体交换层业务控制/媒体交换层由中心业务平台、媒体处理分发和网络录像单元组成，主要负责业务处理控制、视音频的传送、存储以及系统管理。中心业务平台是整个系统的核心，逻辑上需要实现用户和前端设备接入认证、系统设备管理、业务功能控制以及媒体分发转发等功能。网络录像单元用于实现网络媒体数据的数字化录像、存储、检索、回放以及管理。前端接入层前端接入层主要由编码单元、视频采集单元、报警单元等组成。编码单元主要实现视音频信号、报警信号的采集编码、网络传输以及辅助设备（如云台、矩阵等）的控制。编码单元通过LAN、WAN等IP网络接入中心业务平台；视频采集单元一般指监控摄像机，实现监控图像采集输入到编码单元；报警单元主要是报警信号发生设备，通常有烟感、温感、红外、门磁等设备。用户访问层用户访问层由客户端单元和解码单元组成。客户端单元是远程图像集中监控和维护管理的应用平台，主要实现图像浏览、录像回放、辅助设备控制、码流分发控制等业务功能。解码单元主要负责在客户端单元的控制与管理下，实现视音频信号的电视墙解码输出。厦门准信提供监控客户端软件和网络视频解码器KDM2560等产品构成用户访问层。4.2 监控中心平台设计监控中心平台一般有两种架构：工业级嵌入式架构和软件+服务器架构。工业级嵌入式架构由嵌入式硬件和嵌入式操作系统（如VxWorks、嵌入式Linux）构成，采用专用的数字处理芯片和图像处理技术，设备结构紧凑、稳定可靠。嵌入式平台适合于行业用户，可为用户提供稳定可靠的监控系统；软件+服务器架构由视频监控平台软件+通用操作系统+通用服务器构成，系统能力受限于服务器的硬件环境和软件环境。对比项软件+服务器嵌入式系统系统架构监控软件+服务器+操作系统软件+数据库软件，包括：监控中心平台数据转发服务器数据库服务器用户管理服务器设备管理服务器告警管理服务器. .高度集成化设备，内嵌监控中心模块、数据库、转发模块、录像模块安全性通用操作系统及数据库的漏洞多、端口开放度高、易感染病毒、受到黑客攻击嵌入式系统，专用的数字处理芯片，内嵌数据库，通常无病毒、黑客问题可靠性受服务器的CPU、内存、操作系统、数据库软件并发数等的制约，影响系统长期可靠性运行嵌入式系统，电信级的容量与可靠性设计，可长时间7*24小时不间断运行小结架构复杂、安全性较低、可靠性受制因素较多架构简单、安全性高、可靠性强本次项目，系统容量大，基于互联网组建。因此，建议采用嵌入式硬件设备来构建组建监控中心平台，满足大容量、高可靠、高安全的建设需求。同时，监控平台需要支持级联、堆叠组网，能够实现平滑升级扩容。4.3 监控前端设计监控前端主要由视频采集单元、编码单元、报警单元以及配套的辅助材料等组成。主要实现前端信息采集、编码和传输，通常由摄像机、编码器、报警设备、声音设备。视频采集单元通常指监控摄像机。监控摄像机按类型可分为球机、枪机、一体机、特殊摄像机等，按应用场合可分为室内型和室外型。摄像机的选择主要根据监控现场的环境和实际应用需求，对于前端室外的安装环境将充分考虑到防雷防水的措施。同时结合现场对没有路灯照明的地方将充分考虑辅助光源、红外灯等配套设备。本次项目可根据现场实际情况选择摄像机。编码单元指视频编码器，主要完成视频、音频、告警等信号的采集编码并提供传输的一体化前端设备。编码器有嵌入式和工控式两种架构，嵌入式编码器以其紧凑的结构、稳定的性能、高效的图像编码得以广泛应用。对于编码器主要有以下重要参数：n 视频编码协议：MPEG-4或H.264n 图像分辨率：CIF、2CIF、D1n 图像帧率：125帧/sn 视频接口：至少具备1路BNC视频出入接口n 控制接口：RS485n 存储接口：IDE接口/SATA接口n 报警接口：至少具备1路报警输入、输出接口n 音频接口：至少具备1路音频输入、输出接口n 网络接口：10/100M自适应网口n 网络协议：PPPoE、NAT报警单元指报警发生设备，一般有烟感、温感、红外、紧急按钮等。具体应用根据监控现场实际需要选择。外围配套设施设备：前端监控点除编码单元、视频采集单元、报警单元外，还有一些其他外围配套设施设备，例如：1、立杆设计：为保证小区监视视角宽广，监控范围大，摄像机可安装在原有建筑物或杆件上（可借用现有的灯杆、电信杆）,如无法借用，应特制立杆，立杆的设计除了美观、实用并考虑节约成本外，最重要的是要保证其安全性，能够承受九级以下的台风，并保证在正常风力下，立杆顶部的摆幅对摄像机图像没有太大的影响。为达到上述安全和使用要求，立杆下端管径应为220±10mm，上端管径应在120±5mm，材质为热镀锌钢管，壁厚6mm，高度不低于5000mm，连接处应为无缝焊接。悬臂长应3000mm，特定地点悬臂长度根据现场实际情况设计。立杆的设计还要考虑其防水性能，尤其要注意悬臂与球机连接件的密封和防水设计。立杆基础若为圆形，直径不小于1000mm，若为方体，则不小于800mm*800mm*1000mm，基础深度不小于1500mm，结构为钢混；每个监控点立杆情况见附件1。2、防雷设计：户外设备应重点考虑防雷措施，特别是摄像机应加装视频、数据及电源防雷设备，并对系统进行接地保护，从而保证系统的安全运行。立杆底部要有良好的防雷接地线，地线的母线应采用铜质线，接地线不得形成封闭回路，不得与强电的电网零线短接或混接，接地电阻4欧姆；3、取电说明：考虑到前端摄像机离系统中心距离较长，铺设强电电缆不仅费用较大，而且安全性较差，也不利于以后系统的维护。因此，本方案将前端摄像机及其它前端设备的电源设计成就近取电方式。取电后通过变压器或开关电源对就地取的电源稳压和滤波，以保证前端设备输入电源的稳定性；4、控制箱设计：为提高系统的集成度，前端摄像机的其它附助设备，应设计控制机箱统一集成，该机箱带有自动温控开关，可以根据温度自动开关加热器或风扇。保证系统的全天候运行。该控制箱除保证防水、防撬外，还必须为箱内的设备提供合理的使用温度和使用空间。温控箱的内部空间应是所有箱内设备体积的2倍以上，以保证箱内设备的散热和空气流通；箱内还应设计风扇和加热器，在冬天和夏天分别开启加热器或风扇；采用底部进线，机箱和立杆统一接地；5、补光设计：由于部分监控点晚上灯光较暗或根本没有灯光，因此不可能获得基本的图像效果，只有通过加装补光系统才能实现对现场的监控，补光系统一般采用冷光源。对于本次项目，可根据监控现场实际需要选择高速球机或是枪机，实现图像采集；对于有夜间监控需要的点应考虑摄像机支持彩转黑或具备红外功能；选择稳定性好、可靠性高的的嵌入式编码器，实现图像编码。4.4 图像编码方式我们将视频和音频模拟信号进行采样并分别进行模数转换，将这些视频、音频信号转化成为数字化的信息流。但这些数据流是不能直接进行传送和存储。因为未经压缩的图形、视频和音频数据需要非常大的存储容量才能存储。例如；用PAL制式采集的视频信号在一般清晰度时要求25帧/秒、352×288像素/帧，彩色图象每像素占用空间24bit，则该数据流速度为352×288×25×24=60825kbit/s。显然这样庞大的数据流对大多数传输线路来说是无法承受的，而且也是难以存储的。所以要进行远程监控，大量的视频数据就需要通过网络进行传输，必须进行压缩。目前常用的视频编码技术为：A）MPEG-2（DVD标准）压缩技术：制定于1994年，设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率，主要针对高清晰度电视（HDTV）的需要，传输速率在3-10Mbits/sec间，与MPEG-1兼容，适用于1.560Mbps甚至更高的编码范围。分辩率为720×480×30（NTSC制）或720×576×25（PAL制）。影视图像的质量是广播级的质量,声音也是接近于CD-DA的质量。MPEG-2是家用视频制式（VHS）录像带分辩率的两倍。MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道，和多达7个伴音声道(DVD可有8种语言配音的原因)。由于MPEG-2在设计时的巧妙处理，使得大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据，如VCD。除了做为DVD的指定标准外，MPEG-2还可用于为广播，有线电视网，电缆网络以及多级多点的直播 (Direct Broadcast Satellite) 提供广播级的数字视频。MPEG-2的另一特点是，其可提供一个较广的范围改变压缩比，以适应不同画面质量，存储容量，以及带宽的要求。对于最终用户来说，由于现存电视机分辨率限制，MPEG-2所带来的高清晰度画面质量(如DVD画面)在电视上效果并不明显，到是其音频特性(如加重低音，多伴音声道等)更引人注目。 MPEG-2的画质质量最好，但同时占用带宽也非常大，在4M15M之间，线路成本高，不适于远程监控图像传输。C）MPEG-4压缩技术：如果说，MPEG-1“文件小，但质量差”；而MPEG-2则“质量好，但更占空间”的话，那么MPEG4则很好的结合了前两者的优点。它于1998年10月定案，在1999年1月成为一个国际性标准，随后为扩展用途又进行了第二版的开发，于1999年底结束。MPEG4是超低码率运动图像和语言的压缩标准，它不仅是针对一定比特率下的视频、音频编码，更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。MPEG-4利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最少的数据获得最佳的图象质量。与MPEG-2相比，MPEG-4为多媒体数据压缩提供了一个更为广阔的平台。它更多定义的是一种格式、一种架构，而不是具体的算法。它可以将各种各样的多媒体技术充分用进来，包括压缩本身的一些工具、算法，也包括图像合成、语音合成等技术。 MPEG-4的特点是其更适于交互AV服务以及远程监控。MPEG-4是第一个使你由被动变为主动(不再只是观看，允许你加入其中，即有交互性)的动态图象标准；它的另一个特点是其综合性；从根源上说，MPEG-4试图将自然物体与人造物体相溶合(视觉效果意义上的)。MPEG-4的设计目标还有更广的适应性和可扩展性。 MPEG4标准的占用带宽可调，占用带宽与图像的清晰度成正比。以目前的技术，一般占用带宽大致在几百K左右。从视频压缩编码技术来看，新一代的基于对象的编码标准MPEG-4目前是实现对视频图像编解码、压缩、传输等过程最适宜的编解码技术，是成熟可靠的视频监控编码技术。D）H.264压缩标准：2003年3月正式颁布，由于其对于网络的灵活适应性以及基于网络的灵活编码方式，在目前的基于网络的各种业务中使用越来越多，其技术亮点有：分层设计： H.264的算法在概念上可以分为两层：视频编码层（VCL：Video Coding Layer）负责高效的视频内容表示，网络提取层（NAL：Network Abstraction Layer）负责以网络所要求的恰当的方式对数据进行打包和传送。高精度、多模式运动估计：H.264支持1/4或1/8像素精度的运动矢量。在1/4像素精度时可使用6抽头滤波器来减少高频噪声，对于1/8像素精度的运动矢量，可使用更为复杂的8抽头的滤波器。在进行运动估计时，编码器还可选择“增强”内插滤波器来提高预测的效果。在H.264中，允许编码器使用多于一帧的先前帧用于运动估计，这就是所谓的多帧参考技术。4×4块的整数变换： H.264与先前的标准相似，对残差采用基于块的变换编码，但变换是整数操作而不是实数运算，其过程和DCT基本相似。这种方法的优点在于：在编码器中和解码器中允许精度相同的变换和反变换，便于使用简单的定点运算方式；面向IP：H.264 草案中包含了用于差错消除的工具，便于压缩视频在误码、丢包多发环境中传输，IP信道中传输的适应性。其他的技术亮点还有统一的VLC、帧内预测等等，这使得H.264在压缩编码方面比MPEG-4存在更大的灵活性。基于以上分析，网络视频监控选择MPEG-4/H.264视频编码协议实现监控图形的压缩和还原。MPEG-4/H.264编解码协议的高效性可在有限的网络带宽资源下提供清晰流畅的图像；对于单路图像，采用MPEG-4/H.264只需1.5M即可实现D1的图像质量。4.5 传输设计此次厦门海沧区消防单位远程视频监控平台使用光纤支接网络。前端视频编码器的接入效果、客户端对视频的浏览效果都与网络带宽有着密切的关系，对网络带宽大小有不同的要求，并直接受到网络带宽的影响。因此，选用合适的线路对整个系统来讲将起到至关重要的影响。因此，在传输通道的选择上，可以采用XDSL、FTTX+LAN、光纤接入等多种方式。我方提供视频系统的视频编码器编码方式大都采用MPEG4/ H.264的方式进行编码。就单路视频服务器而言，要得到画面质量为1秒25帧CIF图像所需网络带宽至少为256512kbps，要得到画面质量为1秒25帧4CIF图像所需网络带宽为1.5Mkbps以上。一般采用2M带宽来传输视频码流就可以得到十分流畅的效果。所以，此次项目建议监控中心采用1000M光纤接入。对于流量比较大，多路监控终端的监控点、采用2M/4M.光纤方式接入。互联网接入：光纤/LAN接入（FTTH/FTTB/FTTC）光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。光纤接入可以分为有源光接入和无源光接入。光纤用户网的主要技术是光波传输技术。目前光纤传输的复用技术发展相当快，多数已处于实用化。根据光纤深入用户的程度，可分为FTTC、FTTZ、FTTO、FTTF、FTTH等。 FTTH(Fiber To The Home )，顾名思义就是一根光纤直接到家庭。具体说，FTTH是指将光网络单元(ONU)安装在住家用户或企业用户处，是光接入系列中除FTTD(光纤到桌面)外最靠近用户的光接入网应用类型。FTTH的显著技术特点是不但提供更大的带宽，而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，放宽了对环境条件和供电等要求，简化了维护和安装。 FTTH的优势主要是有5点：第一，它是无源网络，从局端到用户，中间基本上可以做到无源；第二，它的带宽是比较宽的，长距离正好符合运营商的大规模运用方式；第三，因为它是在光纤上承载的业务，所以并没有什么问题；第四，由于它的带宽比较宽，支持的协议比较灵活；第五，随着技术的发展，包括点对点、1.25G和FTTH的方式都制定了比较完善的功能。 在光接入家族，还有FTTB(Fiber To The Building)光纤到大楼，FTTC(Fiber To The Curb)光纤到路边，FTTSA(Fiber To The Service Area)光纤到服务区等等。专线接入：VPN专线虚拟专用网(VPN)被定义为通过一个公用网络(通常是因特网)建立一个临时的、安全的连接，是一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定的隧道。虚拟专用网是对企业内部网的扩展。 虚拟专用网可以帮助远程用户、公司分支机构、商业伙伴及供应商同公司的内部网建立可信的安全连接，并保证数据的安全传输。通过将数据流转移到低成本的压网络上，一个企业的虚拟专用网解决方案将大幅度地减少用户花费在城域网和远程网络连接上的费用。同时，这将简化网络的设计和管理，加速连接新的用户和网站。另外，虚拟专用网还可以保护现有的网络投资。随着用户的商业服务不断发展，企业的虚拟专用网解决方案可以使用户将精力集中到自己的生意上，而不是网络上。虚拟专用网可用于不断增长的移动用户的全球因特网接入，以实现安全连接；可用于实现企业网站之间安全通信的虚拟专用线路，用于经济有效地连接到商业伙伴和用户的安全外联网虚拟专用网。 无线接入(WIFI)目前，有线接入技术主要包括以太网、xDSL等。WIFI技术作为高速有线接入技术的补充，具有为可移动性、价格低廉的优点，WIFI技术广泛应用于有线接入需无线延伸的领域，如临时会场等。由于数据速率、覆盖范围和可靠性的差异，WIFI技术在宽带应用上将作为高速有线接入技术的补充。 而关键技术无疑决定着WIFI的补充力度。现在OFDM、MIMO（多入多出）、智能天线和软件无线电等，都开始应用到无线局域网中以提升WIFI性能，比如说802.11n计划采用MIMO与OFDM相结合，使数据速率成倍提高。另外，天线及传输技术的改进使得无线局域网的传输距离大大增加，可以达到几公里。WIFI技术的次要定位蜂窝移动通信的补充。蜂窝移动通信可以提供广覆盖、高移动性和中低等数据传输