隨著技術的發(fā)展與應用，目前我國很多城市將在公共場所和重要監(jiān)控區(qū)域建設高清系統(tǒng)。為提高公安聯(lián)網(wǎng)高清視頻建設的規(guī)范性、應用的可靠性和聯(lián)網(wǎng)的安全性，切實發(fā)揮高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)在安全技術防范工作中的積極效能，按照統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一標準的原則，現(xiàn)對公安聯(lián)網(wǎng)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設的技術方案進行規(guī)劃構思。

　　一、目前高清視頻監(jiān)控技術的比較

　　現(xiàn)階段高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要有兩種技術模式，一是HD-SDI非壓縮高清視頻監(jiān)控模式，二是IPC編碼高清視頻監(jiān)控模式。

　　1、HD-SDI非壓縮高清視頻監(jiān)控技術

　　HD-SDI非壓縮高清視頻監(jiān)控技術是廣電的高清輸入與輸出標準， 采用了級的高清數(shù)字串行接口技術，具有以下特點。

　　圖像未經壓縮傳輸。每路數(shù)據(jù)高達1.485Gbps，圖像幀率可達到60幀以上，高清圖像還原度高，細節(jié)損失少，為公安偵查破案及視頻分析提供最佳的高清圖像資源。

　　高清圖像傳輸時延低。在傳輸過程中沒有產生壓縮與封包化處理，高清圖像傳輸調控幾乎零延時，滿足公安實戰(zhàn)中的應急指揮、跟蹤調控要求快速準確的應用需求。

　　系統(tǒng)穩(wěn)定性高。非壓縮數(shù)字技術的交換系統(tǒng)擁有較高的穩(wěn)定性，很少出現(xiàn)系統(tǒng)死機，圖像丟失等不穩(wěn)定現(xiàn)象。

　　整體安全性高。前端通過或同軸傳輸非壓縮數(shù)據(jù)，無IP接口，可做到網(wǎng)絡充分，系統(tǒng)整體安全性高。

　　接口技術成熟。HD-SDI傳輸?shù)奈锢硇螒B(tài)是BNC接口，接口技術成熟，將已有的傳統(tǒng)模擬框架系統(tǒng)轉為高清監(jiān)控系統(tǒng)非常方便。

　　2、IPC編碼高清視頻監(jiān)控技術

　　網(wǎng)絡又叫IP CAMERA(簡稱IPC)，是由網(wǎng)絡編碼模塊和模擬攝像機組合而成，攝像機前端直接將視頻信號進行高清編碼壓縮并IP封裝，利用IP網(wǎng)絡來傳輸承載高清視頻流，IPC網(wǎng)絡高清視頻監(jiān)控技術，具有以下特點。

　　組網(wǎng)靈活。IPC網(wǎng)絡高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)布點簡易，只需連接即可將視頻信號傳輸，安裝方便，后期容易進行二次開發(fā)應用。

　　圖像前端壓縮。IPC高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用前端壓縮的編解碼方式，圖像質量有所損失。

　　存在控制和顯示延時。IPC高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用網(wǎng)絡傳輸，需要對數(shù)據(jù)封裝、編碼等原因，導致圖像控制和顯示延時較大。

　　IP接口外露。IPC高清視頻監(jiān)控技術存在IP接口外露的情況，不能直接構建在公安網(wǎng)上，不能直接與公安網(wǎng)內眾多應用系統(tǒng)關聯(lián)。

　　3、HD-SDI模式更適用于公安網(wǎng)的一類攝像點建設

　　公安一類攝像點高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)是直接構架在公安網(wǎng)上，與公安網(wǎng)內的眾多系統(tǒng)進行直接關聯(lián)應用。鑒于HD-SDI高清視頻監(jiān)控技術具有圖像傳輸非壓縮，圖像顯示及控制快速低延時，充分做到公安網(wǎng)與外網(wǎng)的隔離，具有非?？煽康陌踩院涂煽啃裕C上所述，在一類點的建設中應首選HD-SDI的高清視頻建設方案。

　　二、公安高清聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設構思

　　鑒于HD-SDI非壓縮高清視頻監(jiān)控模式更適用于公安網(wǎng)的一類攝像點建設，我們將HD-SDI的建設模式運用于公安高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設中，具體技術構思如下。

　　1、系統(tǒng)總體要求

　　公安高清聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)擬采用不少于二百萬像素(1080P)的高清，使視頻采集、存儲、顯示均達到不少于二百萬像素的高清視頻監(jiān)控效果；同時采用HD-SDI高清技術和后端網(wǎng)絡高清視頻技術相融合的解決方式，系統(tǒng)既有HD-SDI高清視頻監(jiān)控的高清、實時、安全、穩(wěn)定、操作簡單的優(yōu)點，又具有后端IP網(wǎng)絡高清視頻監(jiān)控的開放性、易擴展性、便于視頻瀏覽、存儲的先進性。

　　2、系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)要求

　　根據(jù)公安高清聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術特點，擬采用三級聯(lián)網(wǎng)構架；通過公安視頻信息綜合應用管理平臺，實現(xiàn)HD-SDI實時高清視頻監(jiān)控子系統(tǒng)和網(wǎng)絡高清視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的融合.

　　派出所級監(jiān)控中心：派出所級監(jiān)控中心負責管理本地高清視頻的接入、傳輸、匯聚、編碼、存儲和顯示，前端通過HD-SDI光傳輸網(wǎng)絡接入本地HD-SDI高清視頻，并實現(xiàn)與分局高清視頻聯(lián)網(wǎng)。通過公安網(wǎng)編碼接入本地的高清視頻和調用系統(tǒng)內的高清視頻及錄像。

　　分局級監(jiān)控中心：分局級監(jiān)控中心負責管理本地高清視頻的接入、傳輸、匯聚、編碼、存儲和顯示，前端通過HD-SDI光傳輸網(wǎng)絡接入本地的HD-SDI高清視頻，并實現(xiàn)與派出所級監(jiān)控中心和市局級監(jiān)控中心的高清視頻聯(lián)網(wǎng)。通過公安網(wǎng)編碼接入本地的高清視頻和調用系統(tǒng)內的高清視頻及錄像。

　　市局級監(jiān)控中心：市局級監(jiān)控中心負責管理本地高清視頻的接入、傳輸、匯聚、編碼、存儲和顯示，前端通過HD-SDI光傳輸網(wǎng)絡接入本地的HD-SDI高清視頻，并實現(xiàn)與分局級監(jiān)控中心的高清視頻聯(lián)網(wǎng)。通過公安網(wǎng)編碼接入本地的高清視頻和調用系統(tǒng)內的高清視頻及錄像。

　　3、系統(tǒng)建設內容

　　公安高清聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設內容包括三級監(jiān)控中心，分別是派出所級監(jiān)控中心(或警務室)、分局級監(jiān)控中心、市局級監(jiān)控中心。各級監(jiān)控中心連續(xù)圖像編碼存儲優(yōu)先采用HD-SDI高清硬盤(DVR)或高清網(wǎng)絡(NVR)實現(xiàn)編碼存儲功能。同時采用連續(xù)圖像與圖片相結合的方式進行存儲，連續(xù)圖像存儲碼流6M以上，無損壓縮存儲JPEG高清圖片1-2幀/秒。

　　派出所級監(jiān)控中心由HD-SDI高清(匯聚)、HD-SDI、HD-SDI前端和組成HD-SDI實時高清視頻監(jiān)控子系統(tǒng)；網(wǎng)絡高清視頻子系統(tǒng)由網(wǎng)絡視頻管理平臺、存儲和編解碼設備組成。

　　分局級監(jiān)控中心由HD-SDI高清矩陣(匯聚)、HD-SDI光端機、HD-SDI前端和顯示器組成HD-SDI實時高清視頻監(jiān)控子系統(tǒng)；網(wǎng)絡高清視頻子系統(tǒng)由網(wǎng)絡視頻管理平臺、存儲和編解碼設備組成。

　　市局監(jiān)控中心由HD-SDI高清矩陣(匯聚)、HD-SDI光端機、HD-SDI前端、顯示器組成HD-SDI實時高清視頻監(jiān)控子系統(tǒng)；網(wǎng)絡高清視頻子系統(tǒng)由網(wǎng)絡視頻管理平臺、存儲和編解碼設備組成。通過IP網(wǎng)絡視頻管理平臺可擴展集成PGIS地理信息系統(tǒng)、高清卡口等系統(tǒng)。

　　派出所、分局、市局的監(jiān)控中心之間可根據(jù)實際需要通過HD-SDI高清實時監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)視頻的互聯(lián)互控，也可通過IP網(wǎng)絡視頻管理平臺實現(xiàn)所有高清網(wǎng)絡視頻的遠程調用、實時瀏覽、錄像回放等功能。

　　4、系統(tǒng)技術要求

　　高清視頻監(jiān)控要求。前端、傳輸、匯聚、存儲、顯示滿足視頻分辨率為1080P，幀率≥25fps。

　　高清視頻聯(lián)網(wǎng)要求。本高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)要求，包括傳輸、交換、控制等應滿足GB/T28181-2011《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術要求》的相關規(guī)定。

　　高清前端要求。傳感器尺寸：或≥1/3英寸，或≥1/3英寸；有效像素不低于200萬，采用逐行掃描方式

　　圖像比例為16：9，1920×1080 逐行掃描

　　幀率：不小于25fps

　　最：≤0.1 lux(模式下)

　　高清：鏡頭靶面尺寸應不小于攝像機圖像傳感器的靶面尺寸；

　　鏡頭的有效像素值應不小于攝像機的像素值，分辨率≥200萬像素。

　　5、高清傳輸要求

　　HD-SDI實時高清視頻傳輸要求。能同時傳輸HD-SDI高清視頻信號和RS485/RS422/RS232數(shù)據(jù)信號

　　支持傳輸1080p/25fps/30fps HD-SDI視頻

　　傳輸延遲時間要求：

　　傳輸控制命令數(shù)據(jù)的延時應小于5毫秒

　　傳輸視頻圖像數(shù)據(jù)的延時應小于10毫秒

　　HD-SDI光纖傳輸質量要求：

　　網(wǎng)絡時延上限應小于 2毫秒

　　端到端通信的時延抖動上限應小于 0.5毫秒

　　端到端通信的丟包率上限應小于1×10ˉ5

　　安全性要求。本系統(tǒng)安全性要求高，需保持公安網(wǎng)的獨立性，社會視頻專網(wǎng)必須通過安全隔離平臺調用網(wǎng)絡視頻和錄像，可通過HD-SDI光纖向外共享非壓縮實時視頻?！?/p>

   　6、高清匯聚要求

　　匯聚延遲時間要求： 延時應小于20ms

　　匯聚視頻指標要求：

　　視頻格式：HD-SDI

　　輸入阻抗為75歐，接口為BNC

　　信號幅度：800mV±10%

　　上沖(下沖)： -10% ~ +10%

　　校準抖動：HD(100KHZ處)<0.2UI； SD(1KHZ)<0.2UI

　　定時抖動：HD：(10HZ處)<1UI；SD(10HZ處)<0.2UI(和源有關)

　　分辨率/幀率： 1280x720P/25fps，1280x720P/30fps，1920x1080P/25fps； 1920x1080P/30fps　　具有輸入線纜均衡能力，輸出線纜驅動能力

　　支持時鐘恢復，去除信號抖動

　　7、高清編碼要求

　　支持H.264(或SVAC)編碼和MJPEG編碼；

　　H.264編碼：主碼流分辨率不小于1080P，輔碼流分辨率支持D1(或4CIF)編碼，幀率≥25fps；支持ISO/IEC 14496–10(即ITU-T H.264/AVC)，視頻碼流的語法內容應依據(jù)ISO/IEC 14496-10標準，不應包含非法私有數(shù)據(jù)格式；

　　H.264編碼支持CBR(定碼流)和VBR(變碼流)兩種碼率控制方式，CBR碼率波動不應超過15%，編碼帶寬范圍宜為2Mbps~8Mbps可設；　

  　MJPEG編碼：分辨率不小于1080P；支持ISO/IEC 10918標準， 支持比特率控制，支持編碼質量設置；

　　8、高清平臺功能要求

　　視頻監(jiān)控管理平臺由管理、索引、視頻轉發(fā)、存儲、點播、GIS模塊、實時監(jiān)控、告警、網(wǎng)管、解碼等模塊組成：

　　管理模塊應具有對高清設備的管理、配置，操作日志審計，用戶、機構管理功能；

　　視頻轉發(fā)模塊應具有對高清、標清混合媒體流的轉發(fā)功能；

　　存儲點播模塊應具有對高清視頻的存儲、管理、檢索、點播回放等功能；

　　GIS模塊應以PGIS為基礎，將一類點高清、標清視頻進行圖上標注，并整合卡口、警用及350M數(shù)字集群等警用業(yè)務信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)可視化圖上調控；

　　實時監(jiān)控模塊應具有對高清、標清視頻混合多畫面調控、圖像、編輯、本地錄像和錄像拼接等功能；

　　告警模塊應具有對前端設備的故障、前端報警信息、異常操作等信息進行報警轉發(fā)和管理；

　　網(wǎng)管模塊應具有對前端設備、網(wǎng)絡、系統(tǒng)服務和用戶等相關信息進行實時監(jiān)測及歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能；

　　解碼模塊應具有對高清、標清視頻統(tǒng)一解碼輸出的功能；

　　分局及派出所的高清視頻監(jiān)控平臺必須與市局公安視頻信息綜合應用管理平臺做到無縫對接。

　　9、高清存儲需求

　　存儲H.264編碼不小于1080P/25fps的高清視頻，碼流不低于6Mbps，存儲時間不少于30天，無損壓縮存儲JPEG高清圖片不少于1-2幀/秒；

　　采取在派出所、分局、市局分布式存儲和集中管理的模式，在網(wǎng)絡中可方便調用所有存儲的高清視頻和圖片；

　　根據(jù)實際的應用需要，優(yōu)先采用DVR存儲或NVR網(wǎng)絡存儲方式。

　　10、高清顯示要求

　　采用高清顯示器或高清拼接屏顯示；

　　單屏分辨率支持分辨率1920×1080P；

　　支持HD-SDI、或HDMI、DVI、CVBS、VGA等視頻接口。

　　三、結語

　　目前我國很多城市將在公共場所和重要監(jiān)控區(qū)域建設高清視頻，對于直接接入公安網(wǎng)的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)與公安網(wǎng)內的眾多警用系統(tǒng)進行智能化關聯(lián)應用；我們認為前端采用HD-SDI的高清視頻建設方案，能很好地滿足公安實戰(zhàn)的整體需求，隨著HD-SDI設備的普及和價格的逐步下降，HD-SDI監(jiān)控系統(tǒng)在公安高清聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控建設中，將發(fā)揮重要的、積極的應用效能。