[來源:工業(yè)控制子網(wǎng)站專題討論:突破帶寬局限,高效可靠的IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 ]
問答專家:鄭小龍 (德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司DSP業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理)
張海峰 (北京漢邦高科數(shù)字技術(shù)有限公司技術(shù)總監(jiān))
Q1:解碼器的作用是不是對應(yīng)成套使用,也就是前端使用編碼器,經(jīng)過電腦網(wǎng)絡(luò)傳輸后,在后端使用解碼器解碼出監(jiān)控畫面？市場上有無此類功能的產(chǎn)品？
A1:(張海峰)由于目前在視頻標(biāo)準(zhǔn)和聯(lián)網(wǎng)協(xié)議上沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),因此你提到的這種方式編解碼器必須配套使用,現(xiàn)在有類似的產(chǎn)品銷售。現(xiàn)在主流的應(yīng)用方式是前端使用視頻服務(wù)器或者IP攝像機,監(jiān)控中心采用電腦安裝解碼卡的方式,解碼輸出與監(jiān)視器數(shù)量匹配就可以,這樣在大規(guī)模系統(tǒng)中可以避免中心安裝大量解碼器的尷尬。
Q2:IP攝像頭可以利用現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)嗎？還是需要安全技術(shù)專用的基礎(chǔ)局端。
A2:(鄭小龍)一般而言,IP攝像頭可以在現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)上使用,但需要注意是專用網(wǎng)絡(luò)還是公共網(wǎng)絡(luò)。專用網(wǎng)絡(luò)往往有較大帶寬,因此有可能流暢地傳輸720P的高清視頻流,如基于DM355的IP攝像頭解決方案在高帶寬(3M-6M)時有極其優(yōu)越的品質(zhì),而在低帶寬(1 M-2 M)下也能保持較為穩(wěn)定的畫質(zhì),并且可以把延時控制得很小。而在公共網(wǎng)絡(luò)上,有可能由于受帶寬的影響而傳輸性能有所降低,但應(yīng)該還是可以使用。公網(wǎng)上的應(yīng)用總的來說需要綜合考慮事實施安全保密手段,通常是要在基礎(chǔ)局端措施。
Q3:請問專家,通過什么樣的技術(shù)和方式,實現(xiàn)大規(guī)格視頻監(jiān)控的集中管理、傳輸及分發(fā),并保證其畫面的流暢、實時性？
A3:(張海峰)這個問題是非常復(fù)雜的,涉及大規(guī)模視頻傳輸、網(wǎng)絡(luò)管理、中心視頻轉(zhuǎn)發(fā)等方面的技術(shù)。通常一個大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)視頻集中管理系統(tǒng)由前端設(shè)備(DVR,DVS或IP攝像機)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和中心管理系統(tǒng)組成。其中前端設(shè)備采集壓縮視頻,決定了視頻的圖像質(zhì)量；保障高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用的網(wǎng)絡(luò)起著決定性作用,沒有足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬和服務(wù)質(zhì)量無法保障中心能夠收到流暢實時的畫面；管理中心通常由管理服務(wù)器、認(rèn)證服務(wù)器、存儲服務(wù)器、流媒體服務(wù)器和報警服務(wù)器組成,安裝一套網(wǎng)絡(luò)視頻集中管理軟件。其中的流媒體服務(wù)器就是提供高質(zhì)量的視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)的。
Q4:有沒有ip camera具體的應(yīng)用實例？ 總部在中國,然后需要設(shè)置三臺cameras同時實時監(jiān)視印度,西班牙,美國三個工廠內(nèi)某個機器的運行狀況,不知這個的可行性如何？視頻的解析度如何,延遲和失真會不會很高？大概建這么一個三個點的視頻監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)成本到底有多高？有沒有已經(jīng)實施的具體的項目 可以提供參考？
A4:(張海峰)這種應(yīng)用模式已經(jīng)很成熟,在總部安裝一套管理軟件,在監(jiān)控點安裝IP攝像機就可以了,有關(guān)價格和具體實施案例可以與提供相關(guān)產(chǎn)品的廠家咨詢。
與圖像質(zhì)量重要的是兩個方面:
1.網(wǎng)絡(luò)帶寬決定了監(jiān)控的圖像質(zhì)量,如果希望得到高清晰的監(jiān)控圖像應(yīng)該選用D1分辨率的產(chǎn)品,但是對網(wǎng)絡(luò)要求比較高。如果網(wǎng)絡(luò)帶寬過窄、網(wǎng)絡(luò)帶寬不穩(wěn)定或者傳輸誤碼率高將會直接影響監(jiān)控的質(zhì)量。因此采用公網(wǎng)很難達到高質(zhì)量的監(jiān)控。
2.根據(jù)監(jiān)控點的環(huán)境光線選擇合適攝像參數(shù)的產(chǎn)品,光線環(huán)境差就要選擇低照度、動態(tài)范圍大的產(chǎn)品當(dāng)然產(chǎn)品采用的壓縮標(biāo)準(zhǔn)也很重要,選擇MPEG-4或者的產(chǎn)品需要更小的帶寬,安裝位置和現(xiàn)場光線同樣很重要。
Q5:現(xiàn)在第三方監(jiān)控攝像頭的圖像質(zhì)量是個問題,圖像質(zhì)量不高什么都白搭。
A5:(張海峰)您說得非常對,攝像頭圖像質(zhì)量不好系統(tǒng)其他部分再采用什么樣的好產(chǎn)品和技術(shù)都沒有任何價值。在設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)的時候根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境、光線條件、安裝位置等因素選擇合適的攝像頭非常重要。
(鄭小龍)在現(xiàn)在的技術(shù)條件下,IP 網(wǎng)絡(luò)攝像頭已經(jīng)可以做到高清一體化,例如TI剛發(fā)布的基于DM355單片系統(tǒng)的參考系統(tǒng)。該系統(tǒng)以Aptina(即美光公司)五百萬像素CMOS傳感器為視頻前端,在低光度環(huán)境下2x2面元顯示合并以一百三十萬像素的效果表現(xiàn)出極佳的性能。核心處理為集成有ARM9、高速協(xié)處理器和視頻前端子系統(tǒng)的DM355芯片。這是一個基于Linux 的完整 IP 網(wǎng)絡(luò)攝像頭應(yīng)用, 支持雙媒體流能力,即MPEG4實時720P編碼的同時,還可以有MPEG4或MJPEG實時CIF編碼流存在,并且有語音。視頻前端子系統(tǒng)與CMOS傳感器無縫連接,并能實現(xiàn)自動白平衡與自動曝光功能。其整體性能可以與兩個模擬CCD的D1比擬而成本只有一半。
Q6:視頻監(jiān)控系統(tǒng)與當(dāng)?shù)毓簿只蚺沙鏊M行聯(lián)網(wǎng),需要什么設(shè)備？要自己鋪光纖到公安局嗎？安裝完以后,有情況的話,公安局是不是會出警,以后每月是不是還要給公安局交費？
A6:各地公安網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)各異,目前還沒有一個統(tǒng)一聯(lián)入方式,同時聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)正在制定中,即使網(wǎng)絡(luò)通了使用上也存在技術(shù)障礙。
(張海峰)聯(lián)入通常不需要自己建設(shè)網(wǎng)絡(luò),未來的綜合治安監(jiān)控由政府建設(shè)主干網(wǎng)絡(luò),各單位的監(jiān)控系統(tǒng)只要符合要求就可以采用公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)的方式并入主干網(wǎng)即可。
具體的聯(lián)入方法和聯(lián)入要求應(yīng)該與本地公安部門聯(lián)系確定,哪些系統(tǒng)應(yīng)該聯(lián)入公安網(wǎng)絡(luò)、聯(lián)入是否收費、具體的管理運營模式由本地公安部門分步實施,全國沒有統(tǒng)一的實施時間表。
Q7:我們知道,圖像的質(zhì)量除了和攝像頭的質(zhì)量有關(guān),還和帶寬有關(guān)。那么,在現(xiàn)有的條件下,在有限的帶寬下,有哪些方法可以使圖像高質(zhì)量流暢的傳輸呢？ 這些方法對成本的影響又是怎樣的？
A7:(張海峰)在帶寬一定下,選擇具有優(yōu)良壓縮算法的產(chǎn)品是最重要的,不同產(chǎn)品的壓縮效果是有差異的,即使是同樣的算法、使用同樣的芯片不同的產(chǎn)品都有差異。因此要對不同產(chǎn)品壓縮效果進行一個對比,最好的辦法是采用一個視頻源,用視頻分配器將信號分到不同的產(chǎn)品,保證各個產(chǎn)品壓縮同樣的錄像保存到硬盤,調(diào)整到一樣的壓縮文件大小后對比一下圖像質(zhì)量。當(dāng)然如果可能也可以把視頻幀率降低一些,18-22幀看起來就基本連續(xù)了。
(鄭小龍)張總在這里已經(jīng)作了很好的說明,再這里我談一下對圖像質(zhì)量和實行性需求的一點看法。其實在現(xiàn)有的技術(shù)手段條件下,已經(jīng)可以實現(xiàn)MPEG4格式下實時實現(xiàn)720P分辨率,而且成本并不高。
如果能有6M的帶寬,可以得到高質(zhì)量的流暢效果。如果帶寬降低,那么在保證特別是保證高質(zhì)量720P分辨率的前提下,對實行性就要需要有所折衷；否則,可以確保實時性,但畫質(zhì)不可避免會有所下降。從視頻監(jiān)控的實用性角度來看,往往清晰的圖像更重要。當(dāng)然,支持格式下實時實現(xiàn)720P分辨率的技術(shù)和解決方案將更有效解決這種困擾。
Q8:請教幾位專家,無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控目前用的多么？效果怎么樣？實施起來困難嗎？
A8:(張海峰)無線監(jiān)控主要有兩種情況,一種是固定監(jiān)控點,主要采用微波的方式傳輸視頻,這種主要應(yīng)用在無法布線地域環(huán)境開闊的場合；另外一種是移動監(jiān)控點,比如車輛的實時監(jiān)控,這種應(yīng)用方式核心問題是無線網(wǎng)絡(luò),如果有足夠帶寬的無線網(wǎng)就沒有問題,也可以使用CDMA類似的公網(wǎng),現(xiàn)在有合并多條CDMA線路傳輸?shù)膽?yīng)用模式,未來3G的普及會對無線監(jiān)控打下良好的基礎(chǔ)。無線網(wǎng)絡(luò)目前應(yīng)用還不多,主要是無線網(wǎng)絡(luò)使用的限制、帶寬問題和費用問題。無線網(wǎng)絡(luò)主要的問題是存在一些影響網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊蛩?比如天氣對微波網(wǎng)絡(luò)就影響很大。
(鄭小龍)感謝漢邦的張總對無線視頻監(jiān)控的精彩概述,這里我加一點補充。無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的應(yīng)用前景是非常廣闊,而且實現(xiàn)起來并不困難。在已有基于IP的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中,有一些終端DVS或IP攝像機已有WiFi接口,就可以接入無線路由器,這樣的應(yīng)用帶寬是由保障的,可以很好地支持幾兆的數(shù)據(jù)率,不僅滿足實時D1壓縮,而起能夠達到實時720P壓縮。當(dāng)然WiFi在距離上還有局限性,那么對于大范圍的無線應(yīng)用可以采用類似無線網(wǎng)狀網(wǎng)覆蓋系統(tǒng)以作為WiFi技術(shù)的延伸。目前有代表性的Mesh系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)的單跳無線局域網(wǎng)絡(luò)的新型無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),其各個無線設(shè)備節(jié)點都可以發(fā)送和接收信號,也可與一個或者多個對等節(jié)點進行直接通信,并且可提供高帶寬,因此無線視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建靈活而方便。當(dāng)然還有其它一些可考慮的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋手段,特別是3G的普及,及至未來4G的興起。對于視頻監(jiān)控而言,帶寬和延時是兩個重要的衡量因素,而其終極目標(biāo)應(yīng)該是實時無縫監(jiān)控的實現(xiàn)。
Q9:國家在視頻監(jiān)控系統(tǒng)方面有何相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)？想了解這方面的問題,請專家解答~
A9:(張海峰)視頻監(jiān)控行業(yè)是一個特種行業(yè),已經(jīng)制定了眾多的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),而安防監(jiān)控視頻監(jiān)控目前是一個新興行業(yè),發(fā)展速度非常快,國家標(biāo)準(zhǔn)制定相對比較滯后,目前相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)為:
國家標(biāo)準(zhǔn):視頻安防監(jiān)控數(shù)字錄像設(shè)備 GB20815-2006
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求 GA/T 367-2001
現(xiàn)在有很多相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在制定中,將會陸續(xù)發(fā)布實施。
(未完,全文見:專題討論精華Q&A——突破帶寬局限,高效可靠的IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計)
