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标清混合视频监控解决方案探讨与分析

作者:微创人浏览次数: 日期:2012年5月14日 09:35

 

非压缩高/标清混合视频监控解决方案探讨与分析

武汉微创光电股份有限公司 朱小兵

  ——《中国交通信息化》五月刊 总第143期

引言

高速公路监控的对象,主要是快速行驶的车辆,对监控视频图像的实时性,高清晰等要求较高,故传统的标清视频监控图像基本都是采用非压缩方式上传到收费站或路段中心。近年来,随着高速公路高清视频需求不断提出,各省对高清视频监控系统的建设需求也越来越多,在收费站广场、服务区和路段重要监控点,开始大量使用高清摄像机。其中,非压缩高清视频监控系统的前端普遍采用基于HD-SDI标准接口的高清摄像机,单路 HD-SDI 可以传输最高 1.485Gbps的无损1080p高清数字视频信号,不但能保证监控视频的实时性,而且可以提供更高的清晰度。本文主要当前常用HD-SDI非压缩/清视频监控解决方案所遇到的问题进行探讨与分析,为构建高速公路高清视频监控系统提供参考。

非压缩高/标清视频监控解决方案

从全国各地已建成的高速公路监控系统来看,都具有几个共同点:

ü 以路段为单位进行建设

ü 外场(包括路面、隧道和服务区等)与收费统一监控

ü 视频压缩后上传省监控中心

ü 通常按省厅、区域/路、路段和收费站/隧道所进行分层监控

高速公路分级结构

1简单表示出以上四个基本特点,图中的区域中心在不同的省表现不同,有的省甚至不设这一层级的中心。

1中道路图像通过虚线连接到路段中心,只是表示一种管理关系,实际上大多数项目通过下一级对道路图像进行接入后再集中传输到路段中心,所以下一级才是信号的直接接入层。

由于高速公路监控的对象主要是在道路上高速行驶的车辆,这个特殊性决定了监控系统必须具有快速响应的特点,同时要求图像尽可能地清晰。基于这一情况,建议在直接连接前端的接入级采用非压缩接入和监控,确保控制的实时性和视频信号的原汁原味,这样也有利于其他智能视频信号处理(如事件检测等)的开展。视频在收费站、隧道所和服务区非压缩接入后,一方面可通过非压缩切换上电视墙、通过键盘或调度客户端计算机对前端进行控制,另一方面直接从系统中取得非压缩数字视/音频信号进行压缩,实现上传、存储和本地桌面浏览等功能要求,同时上级也可对前端进行控制,并统一进行权限管理。

路段级中心非压缩接入、压缩上传系统结构图

  前端收费站等接入级采用非压缩接入、压缩上传系统结构如图2所示,图中采用光平台进行前端非压缩接入,如果光平台厂家能够支持架内编码卡压缩,则采用光平台进行集中压缩后上传,如果光平台厂家不支持架内编码卡压缩,则采用外置编码器进行集中压缩后上传。不管是采用光平台集中压缩还是通过外置编码器压缩,压缩平台应该能够通过应用广泛的标准协议控制非压缩平台。由于采用压缩信号上传,可以不用专用光纤进行路段中心与收费站等的连接,而是可以借用通信系统进行连接,保持了各管理层级间通信的可靠性和易构性。

 系统向智能化发展是必然的趋势,而推动这种趋势的主力就是事件检测,然而事件检测对视频信号源的质量目前还没有一个一致且明确的要求,但尽可能保持信号的原始质量肯定能满足未来技术的要求,所以非压缩接入是推动系统智能化的一个基础。另外,智能设备必然具有高成本的特点,并不是需要对每路视频信号都需要进行相关的智能处理,也有可能在不同时段对不同的视频信号进行处理,这样在一个地方将视频信号集中后进行智能处理,有利于充分利用智能处理设备,让这些高端设备产生最大的效益。再就是智能处理设备往往对运行环境要求较高,如果将这些设备分布到外场,必然会增加故障发生的概率,同时也让维护工作延伸到户外,增加了维护的难度和工作量。

 高清视频的应用也势不可挡,那么高清是否就不方便非压缩接入呢?其实早在几年前国外就成立了一个叫HDCCTV的论坛,目的就是如何实现高清的非压缩监控,去年的安防展上已大量出现基于HD-SDI(一种高清非压缩数字接口国际标准,HDCCTV论坛倡导的接口方式)的监控各环节的设备,基本包含本地电缆接入和远程光纤接入,当前的光通信技术已可以通过单芯光纤接入8路非压缩达到1080p的高清视频信号,与标清视频的非压缩接入能力相当,可以满足高速公路的应用。

 对于改造方案,可能会涉及到在用的模拟矩阵,采用非压缩接入方式可以很方便地将模拟矩阵集成进来,进行统一控制,即在调度客户端的同一界面上进行切换调度和前端控制。

 综上所述,在最前沿的管理中心采用非压缩接入、集中压缩编码的综合管理平台方式有以下优势:

² 高标清有机融合:能支持高清视频的非压缩接入,并实现高清、标清混合管理。

² 未压缩,低时延:确保现场管理人员可以获得最好的临场感,即最清晰细致的图象和最实时流畅的控制;

² 兼容性强:能方便集成模拟矩阵,在改造项目中可充分利用原有资源;

² 利于标清向高清平滑升级:以后标清向高清升级时,由于HD-SDI高清摄像机安装设定与操作传统CCTV系统相同,使用方便,而且可使用已有线路而只需更换前后端设备,不需重新布线。具有易安装,低成本的明显优势。

此外,对未来业务的开展也打下坚实基础,如下:

² 确保在系统内保持了原始无损伤信号,为以后的系统各种升级应用奠定了坚实的基础,比如视频智能分析等功能。

² 将压缩或视频智能分析等高端视频处理集中到室内完成,有利于系统的稳定和升级的便利(不需到室外去操作),有利于高端资源共享(如视频分析系统可在不同时段用于不同的前端视频信号);

² 弱化外场设备的智能特征(指编码,视频分析等),可强化这些设备的可靠性和稳定性,大大减少室外设备的维护量。

结束语

 通过本文分析,我们发现,非压缩接入、集中压缩编码的高标清混合视频监控解决方案的核心是在高速公路最前沿采取非压缩接入和传输方式,保证了视频监控的实时性和高清晰;在路段管理中心/收费站集中进行视频分析,压缩编码等,用于视频事件检测、视频本地存储和上传等功能。这样能更好地符合高速公路监控要求,不失为一个较好的高速公路视频监控解决方案。

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