目前我國的一些重要司法機關(guān)如:法院、監(jiān)獄等,對于監(jiān)控的需求不同于常規(guī)的傳統(tǒng)安防監(jiān)控?,F(xiàn)今基于IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的監(jiān)控系統(tǒng)是目前的主流,各類高清IP的監(jiān)控相機層出不窮,監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架相對簡單,但是并不適用于司法機關(guān)對于監(jiān)控系統(tǒng)的要求。如何構(gòu)建符合司法機關(guān)要求的高清監(jiān)控成像系統(tǒng)呢?北京凌云公司結(jié)合實際成功應(yīng)用案例,提供了一套完整的基于有限電視網(wǎng)絡(luò)(CATV)的成像方案思路,簡析如下:
司法機關(guān)高清監(jiān)控系統(tǒng)的需求分析
(1)保密性:鑒于司法機關(guān)的特殊性,要求監(jiān)控系統(tǒng)必須具備良好的保密性,而基于IP網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)很難達到。IP網(wǎng)絡(luò)在實際的應(yīng)用中容易遭受到主動和被動兩類攻擊,而且不易被檢測。重要的保密信息被獲取存在著比較大的可能性,對于數(shù)據(jù)的完整性,設(shè)備的可控性都存在著非常大的被攻擊風(fēng)險。一旦出現(xiàn)問題,將帶來巨大的損失。
(2)低延時性:基于司法機關(guān)對于突發(fā)事件的及時發(fā)現(xiàn)及時處理的需求,要求監(jiān)控系統(tǒng)在顯示端具備低延時的特點,而IP相機的延時并不能滿足這個需求。因此高保密性低延時的高清視頻監(jiān)控才是這類特殊場合的首要選擇。
(3)高清:目前高清已然成為監(jiān)控領(lǐng)域的主流趨勢。司法機關(guān)也不例外,高清監(jiān)控能夠提供更加清晰的場景細節(jié),更廣闊的視場范圍,同時提供更加有力的執(zhí)法證據(jù)。此外,高清的畫質(zhì)同時也為智能視頻分析帶來更高的準確率。
(4)智能視頻分析:智能視頻(IV,Intelligent Video)源自計算機視覺(CV,Computer Vision)技術(shù)。計算機視覺技術(shù)是人工智能(AI,Artificial Intelligent)研究的分支之一,它能夠在圖像及圖像描述之間建立映射關(guān)系,從而使計算機能夠通過數(shù)字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內(nèi)容。而視頻監(jiān)控中所提到的智能視頻技術(shù)主要指的是“自動的分析和抽取視頻源中的關(guān)鍵信息?!比绻褦z像機看作人的眼睛,而智能視頻系統(tǒng)或設(shè)備則可以看作人的大腦。智能視頻技術(shù)借助計算機強大的數(shù)據(jù)處理功能,對視頻畫面中的海量數(shù)據(jù)進行高速分析,過濾掉用戶不關(guān)心的信息,僅僅為監(jiān)控者提供有用的關(guān)鍵信息。并使監(jiān)控由傳統(tǒng)的事后取證,變?yōu)槭虑凹皶r預(yù)警,滿足司法機關(guān)的特殊需求。
基于CATV的高清監(jiān)控優(yōu)勢分析
而基于有線電視網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)恰恰能夠完全滿足司法機關(guān)的需求,以某司法機關(guān)為例:
(1)該地具有完備的數(shù)字電視系統(tǒng),每個部門,每個科室都配備了數(shù)字電視,一些保密信息如審訊、會議都是由CATV網(wǎng)絡(luò)(數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò))進行傳遞。針對于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源以及法院對保密性和低延時性的需求,如果可以將高清視頻監(jiān)控信號接入到CATV網(wǎng)絡(luò)中,那么即可達到對目前的網(wǎng)絡(luò)資源功能的拓展的目的,使其被合理的充分利用。
(2)無壓縮傳輸滿足低延時的需求??赡艹霈F(xiàn)的突發(fā)事件也可以更加方便的傳遞到相關(guān)人員處,便于及時的部署并解決問題。
(3)僅僅有百萬像素攝像機是不能保證高圖像質(zhì)量。相比之下,滿足任何給定HDTV標準的網(wǎng)絡(luò)攝像機一定能夠提供某種分辨率、幀速率和色彩保真度,從而始終確保視頻質(zhì)量。全高清1080P則是最好的選擇。所謂全高清(FULLHD),是指物理分辨率高達1920×1080顯示(包括1080i和1080P)。很顯然,由于在傳輸?shù)倪^程中數(shù)據(jù)信息更加豐富,所以1080p在分辨率上更有優(yōu)勢,尤其在大屏幕電視方面,1080P能確保更清晰的畫質(zhì)。
(4)此外由于采取的是現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架,在系統(tǒng)建設(shè)的時候可以做到只增加個別設(shè)備,不用大規(guī)模施工,不會因為大面積的施工而影響到司法機關(guān)部門的正常工作。
基于CATV的高清成像方案
HD-SDI作為目前高清視頻監(jiān)控攝像機接口以及廣電網(wǎng)的標準接口,在將高清數(shù)字視頻監(jiān)控與有線電視網(wǎng)絡(luò)連接起來起到了“橋梁”的作用。
有線電視網(wǎng)是由有線電視公司運營,提供廣播業(yè)務(wù),包括電視,圖文電視等, 有線電視網(wǎng)網(wǎng)采用模擬傳輸方式,是一種模擬網(wǎng)絡(luò)基本上,有線電視網(wǎng)電纜是用作寬帶傳輸,有別于其他以太網(wǎng)物理層所采用的基帶傳輸,寬帶布線系統(tǒng)可將頻帶分割成不同頻譜,而再通過不同頻帶去提供不同服務(wù),此種技術(shù)已于有線電視廣播上廣泛采用,在同一電纜上同時提供多種電視頻道,由于每一頻道都占用不同頻帶,所以能夠互不干擾。
HD-SDI高清攝像機:直接輸出1080P高清格式的視頻可以和廣電后端設(shè)備直接連接。除了具有標準監(jiān)控相機的3A功能(Auto Shutter, Auto Gain, Auto IRIS)以外,還具有Auto Gamma這一獨特的功能,配合上相機本身的高靈敏度,高信噪比,高動態(tài)范圍等一些列的特點,為我們夜間的圖像效果及圖像亮度提供了良好的保障。同時,為智能視頻提供更加清晰的畫質(zhì)。
HD-SDI 光纖收發(fā)器:HD-SDI的傳輸距離只有100米左右,通過光纖收發(fā)器可以解決長距離傳輸問題,并且體積小巧,可以和相機一起安裝在防護罩內(nèi)。
高清編碼器:編碼器(encoder)是將信號(如比特流)或數(shù)據(jù)進行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設(shè)備。高清相機輸出的數(shù)據(jù)量非常龐大(1.45Gbps),高清編碼器可以有效地對于龐大視頻數(shù)據(jù)進行處理,壓縮成符合QAM調(diào)制器要求的H.264格式的數(shù)據(jù),便于下一步的處理。
碼流復(fù)用器: 將多個單節(jié)目TS流或多節(jié)目TS流,復(fù)接為一個包含這些碼流內(nèi)容的多節(jié)目TS流。一般,復(fù)用器還提供PID、Service ID、Tansport ID、SI、PSI的映射和生成等功能。可將不同來源如MPEG-2、H264編碼,其他業(yè)務(wù)TS碼流輸入到多路單節(jié)目TS(SPTS)碼流或多節(jié)目TS(MPTS)數(shù)據(jù),復(fù)接成一路多節(jié)目TS(MPTS)碼流。同時,它可對輸入的所有節(jié)目的PSI/SI表的PID進行過濾,重新生成和編輯。并可在輸出碼流中插入EPG\CA及數(shù)據(jù)廣播信息。
QAM調(diào)制器:QAM調(diào)制器的工作原理是這樣的,發(fā)送數(shù)據(jù)在比特/符號編碼器內(nèi)被分成兩路(速率各為原來的1/2),分別與一對正交調(diào)制分量相乘,求和后輸出。與其它調(diào)制技術(shù)相比,QAM編碼具有能充分利用帶寬、抗噪聲能力強等優(yōu)點。即通過調(diào)制,可生成機頂盒可以接收處理的數(shù)字信號. 數(shù)字電視中的QAM調(diào)制解將TS流進行QAM64調(diào)制,即將TS流的基帶信號調(diào)制到載波上,然后送入有線電視網(wǎng)。
高清數(shù)字機頂盒: 機頂盒的全稱叫做“數(shù)字電視機頂盒”,它是一種將數(shù)字電視信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的變換設(shè)備,它對經(jīng)過數(shù)字化壓縮的圖像和聲音信號進行解碼還原,產(chǎn)生模擬的視頻和聲音信號,通過電視顯示器和音響設(shè)備給觀眾提供高質(zhì)量的電視節(jié)目。它采用了兼容的辦法,在中國一直延續(xù)到現(xiàn)在。因此,高清數(shù)字機頂盒則是將數(shù)字電視信號轉(zhuǎn)換成高清信號的變換設(shè)備,一般配有HDMI高清數(shù)據(jù)接口,可在相對應(yīng)的電視上呈現(xiàn)最高為1080P的畫質(zhì).
小結(jié):
政府法律機構(gòu):如法院、檢察院、監(jiān)獄等作為國家的重要的部門,不僅要求辦公環(huán)境典雅舒適,更要求具有安全性和可靠性, 為了確保設(shè)施的安全以及保證審判、執(zhí)法過程的公正與公平,杜絕審判過程的瀆職行為,在意外情況發(fā)生時,避免事態(tài)擴大,及時得到控制,閉路監(jiān)控的設(shè)計將確保法院的安全。而廣播電視網(wǎng)絡(luò)做為一種比較成熟的應(yīng)用方案非常符合這類場所的特殊要求,通過現(xiàn)有的成熟的光電設(shè)備進行編碼,整合,調(diào)制等步驟可以將原始的監(jiān)控信號完美的傳入各種符合廣電標準的網(wǎng)絡(luò),再通過數(shù)字機頂盒的解碼可以還原信號。對于用戶來說實時監(jiān)控可以入收看電視節(jié)目一樣的輕松。
目前,我們正處于畫質(zhì)革命的時代里。高清數(shù)字攝像機在逐步的取代之前的模擬設(shè)備,而對于廣電網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控領(lǐng)域,市面上的IP高清網(wǎng)絡(luò)攝像機不能利用現(xiàn)有的資源,如果要做系統(tǒng)升級的話,那么現(xiàn)有的整個體系將會完全被改變,必然會帶來成本上的增加以及資源的浪費。
而具有HD-SDI接口的高清數(shù)字相機就非常適合作為設(shè)備替換的首選。HD-SDI是一個物理形態(tài)為BNC的接口,而且也是廣電行業(yè)的專用接口,只需將編碼器,解碼用的數(shù)字機頂盒換成支持高清的就可以形成新的高清監(jiān)控系統(tǒng),原有的線纜,調(diào)制器,碼流復(fù)用器等設(shè)備都可以保留,節(jié)約了很大的成本。高清晰的畫質(zhì)更加描繪所拍場景的細節(jié),使監(jiān)控系統(tǒng)更完美,更高效,從“看到”到“看清”。