淺析高鐵網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

IPC是單體設(shè)備，提高穩(wěn)定性的辦法是在網(wǎng)絡(luò)短暫中斷時進(jìn)行本地存儲；對于大路數(shù)DVS，可以采用“N+1”方式進(jìn)行冗余，防止單體設(shè)備軟硬體失效；對于NVR，可以采用“N+1”方式進(jìn)行備份，防止單體設(shè)備軟硬體失效；對于存儲設(shè)備，可采用成熟的RAID技術(shù)實現(xiàn)冗余保護(hù)；對于網(wǎng)絡(luò)，可以采用“雙網(wǎng)絡(luò)”實現(xiàn)高可靠性數(shù)據(jù)傳輸；對于CMS，采用雙機(jī)熱備方式，雙機(jī)共享RAID磁盤陣列，實現(xiàn)冗余。

高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1.編碼壓縮技術(shù)

視頻編碼壓縮是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的前提和基礎(chǔ)，沒有經(jīng)過壓縮的視頻數(shù)據(jù)是海量的。目前典型的視頻編碼壓縮標(biāo)準(zhǔn)是MPEG-4和H.264。MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)采用的仍然是類似以前標(biāo)準(zhǔn)(H.261/3和MPEG-1/2)的基本編碼框架，即典型的三步：預(yù)測編碼、變換量化和熵編碼。新的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)都是基于優(yōu)化的思想進(jìn)行設(shè)計的，將先前標(biāo)準(zhǔn)中的某些技術(shù)加以改進(jìn)。例如在原來的基礎(chǔ)上提出1/4和1/8像素精度的運(yùn)動補(bǔ)償技術(shù)，使得預(yù)測編碼的性能大大提高。MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)不僅僅給出了具體壓縮算法，它是針對數(shù)字電視、交互式多媒體應(yīng)用、視頻監(jiān)控等整合及壓縮技術(shù)的需要而制定的。MPEG-4將多種多媒體應(yīng)用集成在一個完整的框架里，為不同的應(yīng)用提供了相應(yīng)的類別(Profile)和檔次(Level)。H.264，同時也是MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的第十部分，是由ITU-T視頻編碼專家組(VCEG)和ISO/IEC動態(tài)圖像專家組(MPEG)聯(lián)合組成的聯(lián)合視頻組(JVT，JointVideoTeam)提出的高壓縮率視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。和以前的標(biāo)準(zhǔn)一樣，H.264也是采用預(yù)測編碼加變換編碼的混合編碼模式，它集中了以往各個編碼標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點，并吸收了標(biāo)準(zhǔn)制定過程中積累的經(jīng)驗，獲得了比以往其他編碼方式好得多的壓縮性能。H.264標(biāo)準(zhǔn)最大的優(yōu)勢是具有很高的數(shù)據(jù)壓縮比，在同等圖像質(zhì)量的前提條件下，H.264編碼的壓縮比是MPEG-4的1.5～2倍。H.264采用“網(wǎng)絡(luò)友好”的結(jié)構(gòu)和語法，有利于對誤碼和丟包的處理，以滿足不同速率、不同解析度以及不同網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲場合的需求。

在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，產(chǎn)品間的互編互解能力是非常重要的，可以降低系統(tǒng)的集成難度，便于擴(kuò)展并保護(hù)成本。目前，不同廠商設(shè)備互編互解情況并不理想，也就是說兼容性不好。主要原因是不同廠家采用的編碼的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(profile)及等級(level)不同，另外數(shù)據(jù)封裝格式不兼容，其次是加入的私有信息(在基本碼流/包)。

4.視頻存儲應(yīng)用技術(shù)

存儲的部署應(yīng)該是靈活的，可以選擇報警觸發(fā)存儲、預(yù)置時間表存儲、手動啟停存儲等；存儲的架構(gòu)應(yīng)該是主流架構(gòu)如DAS、NAS、SAN等，一般采用RAID5冗余方式。存儲的需求一般是正常錄像和報警錄像分開并設(shè)置不同周期，例如正常錄像7天，報警錄像30天。存儲系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計應(yīng)該根據(jù)項目需求情況、網(wǎng)絡(luò)情況進(jìn)行部署。

應(yīng)支持對視頻圖像信息的手動備份存儲；視頻信息的錄像存儲、事件觸發(fā)存儲和計劃存儲功能；系統(tǒng)應(yīng)支持用戶根據(jù)時間、地點、事件等多種條件進(jìn)行檢索和回放；系統(tǒng)應(yīng)支持多用戶同時調(diào)用檢索視頻圖像；DVR、NVR可以工作在多種存儲歸檔模式下；系統(tǒng)應(yīng)支持下載到本地回放錄像和遠(yuǎn)程直接回放錄像的方式。

視頻歸檔存儲服務(wù)(二級存儲、告警存儲)具有如下特點：

·存儲架構(gòu)是完全獨(dú)立的二級架構(gòu)；

·歸檔服務(wù)器(Archive Server)通常分“重要視頻歸檔”及“報警視頻歸檔”；

·歸檔服務(wù)器(Archive Server)可以在網(wǎng)絡(luò)的任何位置部署；

·一個歸檔服務(wù)器(Archive Server)可以對多個DVR或NVR進(jìn)行歸檔；

·用戶無需指定從DVR或NVR或Archive Server回放錄像，系統(tǒng)會自動索引；

·可以選擇對一個DVR或NVR的某部分通道進(jìn)行歸檔。

5.綜合視頻平臺

系統(tǒng)軟件平臺包括核心數(shù)據(jù)部分和客戶端工作站，核心數(shù)據(jù)服務(wù)器包含系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及核心軟件，而工作站系統(tǒng)應(yīng)包括用戶管理、權(quán)限管理、配置管理、故障管理、日志管理等功能。平臺應(yīng)支持對各種視頻設(shè)備資源、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視及維護(hù)，通過軟件對系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行配置，對系統(tǒng)用戶的注冊、認(rèn)證、刪除及權(quán)限分配進(jìn)行管理等功能。系統(tǒng)應(yīng)具有日志管理功能，能夠通過操作日志對操作人員進(jìn)入、退出系統(tǒng)的時間和主要操作情況進(jìn)行記錄，支持日志信息查詢和報表制作等功能。

數(shù)據(jù)管理：全線所有設(shè)備的類型、版本、數(shù)量、編號的集中“登記注冊”于數(shù)據(jù)庫；監(jiān)視功能：對全線所有監(jiān)控網(wǎng)點可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時圖像調(diào)用，為領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)急指揮和決策調(diào)度時顯示提供參考；網(wǎng)管功能：對全線所有監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)元設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控和管理，實時顯示各種設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和告警信息；告警管理：記錄并顯示設(shè)備、系統(tǒng)和通信部分的告警，記錄告警處理情況，可以導(dǎo)出；控制功能：對全線所有監(jiān)控網(wǎng)點的PTZ控制及繼電器輸出節(jié)點控制；語音對講：對前端安裝語音設(shè)備的監(jiān)控點，實現(xiàn)實時語音對講，單向“喊話”功能；數(shù)據(jù)存儲：支持視頻的本地存儲和中心備份，具有多種自動、手動存儲方式。