监控系统中高清网络矩阵的应用

　　深圳市联特微电脑信息技术开发有限公司

　　一、高清网络矩阵 NKS-8004HD

　　产品概述：

　　高清网络矩阵是针对数字高清上电视墙而专门研发的一款产品，用于完成高清解码、切换、存储、转发、远程控制等功能。

　　产品特性：

　　• 单机支持16/36路高清超级网络解码能力;

　　• 单机4路VGA/DVI/HDMI高清晰度显示输出;

　　• 1600*1200高清晰度多画面分割显示。

　　产品优势：

　　1) 获国家实用新型专利

　　2) 通常高清网络视频监控系统采用专用高清视频解码卡或高清视频解码器来实现高清电视墙功能，但这种高清电视墙解决方案在中大型规模高清网络视频集中监控系统中暴露出的问题较为明显：

　　1、高清解码能力依然不足(高清图像经过高清解码卡或解码器解码输出后，视频不流畅，清晰度明显下降，达不到高清视频监控效果);

　　2、存在多画面分割显示、多屏输出显示瓶颈;

　　3、兼容性、易用性、灵活性差;

　　4、性价比低。

　　高清网络矩阵的出现，彻底解决了以上困扰;解决了全数字高清上电视墙的问题。

　　技术参数：

　　二、高清网络矩阵在监狱视频监控系统应用

　　1、概述

　　监狱视频监控系统是提高监狱安防、技防水平的重要工具，它对于监督犯人的改造、防范监狱内突发事件的发生都起到了不可替代的作用。随着监狱系统网络化的建设，信息共享、多级管理、远程监控也成为监狱管理部门迫切需要解决的问题。建设监狱网络视频监控系统就是为了采用最新的视频监控技术，依托监狱系统现有的数据网络，对监控图像进行网络传送，以达到信息共享、远程监控和管理的目的。

　　2、需求分析

　　监狱监控的主要作用有：

　　(1)监舍监控：通过安装在各监区的摄像机，对监区内犯人的活动情况进行24小时监控，同时将图像、声音、告警等信息通过数据网络，传送到监控中心和上级监狱管理部门。

　　(2)执勤监控：对监狱警卫人员的工作进行监控和监督。

　　(3)出入口监控：对监狱的出入口的物流、人流进行记录和监控。

　　(4)对突发事件进行录像，便于事后查询和取证，提高狱管部门处置突发事件的能力。

　　(5)通过对以前的模拟监控系统进行网络化改造，使之能够方便地进行全网管理。

　　(6)信息共享，将监控信息的管理并入狱管部门统一的办公平台中，充分实现信息共享、远程调度，提高管理效率。

　　3、解决方案

　　Neitway监狱高清网络视频监控系统解决方案，充分利用监狱系统现有的数据传输线路，建设基于IP网络传输的监狱高清视频监控系统，以科技的手段降低狱管部门的工作强度，保证监狱安全，提高对犯人的监督和改造效果。

　　监狱监控系统从结构上划分，一般可分为三级，从下往上包括：

　　(1)、监狱管理局：负责对各监狱监控中心实现远程监控、统一调度和管理。

　　(2)、监狱监控中心：负责监狱中所有监舍、监狱出入口的管理和监控。

　　(3)、前端监控点:负责对各监舍、值班室及监狱出入口等重要场所的音视频、告警信息的采集、编码和传送。

　　传统的监狱视频监控采用的是模拟化的解决方案，即利用模拟摄像头对现场图像进行采集，通过视频线或者光端机进行近远距离传输，在监控中心通过模拟矩阵、DVR等设备进行信号提取、线路切换、图像存储、上电视墙。这种解决方案的主要问题在于：

　　(1)、无法适应多级网络架构下的集中管理。

　　(2)、 基于模拟视频的传输易受干扰，难以保证图像传输质量。

　　(3)、模拟摄像机达不到百万像素的高清监控效果，满足不了目前对高清监控的要求。

　　(4)、无法实现远程监控及调度功能。

　　采用网络化的高清视频监控技术，就可以解决模拟监控存在的以上问题，大大提高监控效率和管理水平，同时也大大提高了监控系统整体投资的经济性。我们假设监狱内部已经铺设了数字化的光纤传输网络，在各监控点可以提供10/100/1000M的以太网接口，同时各监狱到上级监狱管理局也有专门的数据传输线路，主要的投资也就集中在前端摄像机与后端显示控制部分。Neitway高清网络视频监控系统，包含高清网络矩阵，高清网络摄像机及综合监控管理平台软件，可以为用户提供一整套IP高清视频监控解决方案。

　　(1)、前端监控点：

　　监狱前端监控点包括对各监区、值班室、出入口、重要路段等场所的监控。在这些监控点，根据需要，可以选择相应的高清网络摄像机。Neitway高清网络摄像机采用1/3" 200万像素逐行CMOS传感器，先进H.264压缩算法，最高支持1600×1200分辨率，能清晰识别以上区域监控对象的细节。高清网络摄像机将采集的视频信号转化成以H.264压缩编码的码流后，通过以太网口接入监狱系统专用数据网进行传输。高清网络摄像机不仅可以将图像信息进行编码和传送，而且可以将音频信息、多路告警信息一并接入网络，同步传送。利用高清网络摄像机提供的双向音频功能，监狱管理员在监控中心不但可以听到前端的现场声音，而且还可以通过话筒，向现场喊话。

　　(2)、监狱监控中心

　　监狱监控中心由高清网络矩阵、专用监控客户端等组成。高清网络矩阵是整个监狱网络视频监控系统的管理中心和控制中心，负责前端监控摄像机的管理、视频流的接收与转发、高清数字电视墙、录像存储管理、专用监控客户端管理、帐户分配、权限管理等。专用监控客户端在网络矩阵授予的帐户权限内，可以多画面分割查看各实时视频图像、调看历史视频数据。

　　Neitway高清网络矩阵支持36路130万像素、24路200万像素高清网络视频全数字上电视墙。单台高清网络矩阵具备4个VGA/DVI接口，可同时接4个液晶屏，每个屏可以1/4/9画面分割显示，也可4个屏拼接显示。Neitway高清网络矩阵集高清画面拼接、高清画面分割、流媒体转发、高清录像存储(最多12个硬盘槽位)、远程录像回放、矩阵切换、全屏切换、屏幕切换、分组切换等多功能于一体，使监控中心设备操作管理更简洁、方便，为监狱监控中心提供了实用性、人性化的设计方案。

　　监狱监控中心对监控图像进行统一录像和保存，上级监控中心可以远程查询、调用录像信息。

　　(3)、监狱管理局

　　监狱管理局负责对全市各监狱情况进行监控。基于网络化的视频监控技术，可以使得监狱管理局的调度能力大大加强。监狱管理局的管理主机安装上neitway综合监控管理平台软件，不但可以对任意一个监控点的信息进行实时监控、查询、回放，还可以实现统一的用户管理、设备管理、故障管理、存储管理等功能，真正实现分布式监控，集中化管理。

　　Neitway综合监控管理平台软件包含五个功能模块。

　　(1)用户管理模块

　　该模块主要完成用户集中管理、用户权限分配和用户集中认证功能。

　　用户集中管理主要包括增加用户、删除用户、更新用户和用户查询的功能，可以对所有的视频设备上的用户进行管理。

　　用户权限分配指对整个视频监控系统中每一个用户的权限，包括管理权限和业务权限的分配。一个用户可以根据层级不同，被授予不同的监控和管理权限，一个用户可以管理多个设备，一个设备也可以被多个用户管理。

　　(2)设备管理模块

　　IP地址/网关设置

　　时间设置

　　网络协议设置

　　PTZ协议选择

　　数字水印设置

　　图像大小、分辨率、输出方式选择

　　轮询方式设置

　　告警输入设置

　　站点电子地图生成

　　(3)视频监视模块：

　　单屏最多可以显示100画面。

　　在监视的同时进行PTZ摄像机的上、下、左、右转动及变倍、聚焦、光圈等操作;

　　双向语音对讲

　　配置各布局页及设置各布局页停留时间，可以建立多个布局页，每个布局页可以采用不同的分割方式，各个布局视图之间可以按照设定自动或手动切换，切换时间自定义

　　在电子地图中可以方便的显示设备是否在线、离线、触发报警等各种状态。

　　(4)录像功能模块：

　　按照时间和日期回放任何一个摄像机的录像资源

　　按照事件、报警、移动侦测搜索视频序列

　　同时回放多达16路不同或相同视频

　　快进、快退、逐帧回放

　　以jpeg或者bmp格式储存选定的图像

　　(5)视频转发功能模块：

　　完成对实时视频流、录像视频流的转发;

　　将报警等消息转发给客户端;

　　在没有客户浏览时，网络内的编码器并不向网络发送视频流，仅仅发送数量非常小的监听IP包，可以降低网络内部的码流压力。

　　4、解决方案特点

　　Neitway网络视频监控系统将监狱监控技术由模拟化、数字化时代推进到网络化时代，并为监狱用户提供了更贴近应用需求的高清网络视频监控解决方案。监狱高清网络视频监控解决方案具备以下优势特点：

　　(1)、高清网络视频全数字上电视墙

　　监狱采用的高清网络矩阵支持百万像素高清网络视频监控摄像机接入，单个系统有4个VGA/DVI接口，可同时接4个液晶屏组成全高清数字电视墙。较使用视频解码器将网络视频信号转为AV信号输出到电视墙方案更为经济、有效，且能达到普通视频解码器不能达到的高清监控效果。

　　(2)、智能化应用

　　高清视频监控能更好的结合智能分析,提升智能分析的精确性，更好地服务于监狱。

　　(3)、远程监控

　　借助网络视频监控技术，可以充分利用监狱系统现有的传输资源以及互联网传输平台，轻松实现远程监控。在网络中的任一台计算机，只要安装了客户端软件，授予相应的权限就可成为监控工作站。

　　(4)、集合了监听、广播、对讲、报警、远程控制等多项功能

　　网络视频监控产品不仅只传输图像，还集合了监听、广播、对讲、报警、远程控制等多项功能，而这些信号可全部通过监狱网络传输，无需另外布线。

　　(5)、分布式架构，易安装、易扩展

　　传统监控系统采用的是集中式架构，将所有视频线、音频线、控制线拉到监控中心，如要增加摄像机则需再布线，如果想搬迁监控中心，则工程浩大。而Neitway提供的高清网络视频监控系统是采用分布式架构，各台摄像机、视频服务器分布在监狱中的不同地方，高清网络矩阵可设在监狱内的任何地方，接上网线即可。要增加摄像机、转移高清网络矩阵，可以随意进行，完全没有制约。

　　(6)、开放接口，可定制开发

　　网络视频监控系统有更好的兼容性，只需提供编程接口，即可以将视频监控功能融入狱管部门的统一管理平台中。

　　5、结语：

　　高清网络视频监控解决方案推动了监狱视频监控系统网络化进程，使监狱用户视频监控系统应用价值得到最大化体现。

　　三、高清网络矩阵在重庆社保局高清网络视频监控应用

　　1、前言

　　人力资源和社会保障局(以下简称社保局)负责有关社会保险工作和农(居)民养老和医疗保险工作的方针、政策、法律和法规的贯彻实施，关系到职工的基本养老、基本医疗、工伤、失业、生育保险和农(居)民基本养老、医疗保险。国家有关方面要求社保局必须重视安全防范设施的投入，建立应急响应机制，杜绝暴力事件的发生，提升政府部门的公众形象和办事效率，切实为人民服务。

　　2、需求分析

　　重庆市社保局作为地方社保局，是国家社保局重要组成部分，负责当地有关社会保险工作和农(居)民养老和医疗保险工作的方针、政策、法律和法规的贯彻实施，关系到全市职工的基本养老、基本医疗、工伤、失业、生育保险和农(居)民基本养老、医疗保险。该局每天接待大量办事人员，而且涉及到资金的支付、管理和运营，因此保障现场办公人员及群众的人身安全及财产安全显得十分必要。

　　基于以上分析及国家对社保局安全防范的重视，重庆市社保局领导做出批示，利用技防手段来保障办公环境安全、提升工作效率。视频监控系统作为安全防范的重要组成部分，被局领导列为工程重点，并明确要求在社保局大门、各办事窗口、电梯内部等公共场合布设监控摄像机，24小时全方位监控，提供至少一个月的录像存储周期，为日后的调查取证提供依据。

　　3、解决方案

　　专业网络视频监控厂商深圳联特微公司根据重庆市社保局的实际应用需求及前期用户反馈的目前市场上视频监控看得见、看不清问题，为其推出了高清视频监控解决方案。

　　高清是网络化的，网络化视频监控系统遵循前端摄像机选型、传输部分组建、后端显示控制的设计理念，构建一个具有层次感的网络视频监控系统，为将来的系统应用、系统维护、系统管理、系统扩充打好坚实的基础。

　　(1)、前端摄像机选型

　　在重庆社保局的大门安装了高清网络高速球，高清网络高速球采用日立宽动态高清一体机，SONY百万像素CCD传感器，先进H.264压缩算法，最高支持1280×960分辨率，能清晰识别人流、车流中的个体对象。另具备250°/秒的旋转速度及18倍光学变焦，可灵活快速扩大监控范围、突出显示监控对象细节。此外，高清网络高速球不仅提供高清视频采集，而且安装美观、大方，是社保局大门广场监控的最佳选择。

　　在各办事窗口安装了高清网络摄像机，高清网络摄像机采用1/3" 200万像素逐行CMOS传感器，先进H.264压缩算法，最高支持1600*1200分辨率，能清晰监控办事窗口的交易过程，特别是涉及到现金交易的窗口，还可清晰识别交易金额的面值，为办事窗口的公平公正公开化提供有力保证，是办事窗口秩序稳定的守护神。

　　(2)、传输部分

　　前端高清摄像机的接入效果、客户端对视频的浏览效果都与网络带宽有着密切的联系，专业视频监控厂商深圳联特微公司为其采用了前端摄像机接入百兆、显示控制设备接入千兆、主干千兆的组网思路，确保了视频监控图像的流畅。

　　重庆市社保局监控网络采用相对独立又互相兼容的组网方案：先将监控网络作为单独的网络进行设计，然后再将监控骨干交换机与办公局域网骨干交换机对接，通过交换机相关配置，使监控专网与办公局域网有限制的数据交换(如领导调看监控视频)，尽可能尽少办公局域网对监控专网的影响。

　　(3)、显示控制部分

　　监控中心是网络视频监控系统的核心部分，电视墙功能、高清录像、调看录像、统一操作与管理等是监控中心的功能要素。在网络视频监控系统中，电视墙功能通常是通过视频解码器将网络视频解码成模拟视频输出到监视器来实现的。若按这种方式就得用高清视频解码器实现电视墙功能。高清视频解码器实现电视墙存在诸多不足点：①画面分割显示不灵活。高清视频解码器解码路数有限，常见是单路，最多4路，每台监视器只能显示单画面或4画面，若要显示更多画面，需要增加多台画面分割器。②整体成本较高。若要将全部摄像机视频同时解码显示在电视墙上，要求的高清视频解码器数量较多。在监视器数量固定的情况下，还需加配画面分割器;若不配画面分割器，需增加更多监视器。③维护管理不方便。视频解码器一般安放在机柜层板上，通过视频同轴电缆与监视器相连，视频解码器与视频同轴电缆数量多了，不方便管理，若安装固定不到位，还有些凌乱的感觉。综合以上考虑，深圳联特微公司在重庆社保局监控中心采用了2台业界领先的高清网络矩阵实现高清数字电视墙功能。每台网络矩阵通过DVI视频线连接4个42英寸显示屏，2台共连接8个42英寸显示屏。每个42英寸显示屏显示4个高清画面，8个屏共显示32个200万像素高清实时监控画面，刚好将重庆社保局32个高清网络摄像机的监控画面全部同时显示出来。在以后的扩容中，高清网络矩阵还可灵活设置1/4/9画面显示。高清网络矩阵不仅实现高清数字电视墙功能，其中一台还管理另一台高清网络矩阵及监控客户端，实现统一录像、控制与管理。每台高清网络矩阵(具备12个SATA硬盘槽位)均插入12块2T的硬盘，满足所有高清摄像机与标清摄像机24小时1个月不间断录像存储周期的要求。监控中心配置一台专用监控客户端，通过网络矩阵的授权接收来自网络矩阵转发的实时视频数据，以4画面显示全部4部电梯的标清监控画面，专用监控客户端及其它监控客户端也可在高清网络矩阵授权下调看网络矩阵内存储的高清与标清录像。

　　4、解决方案特点

　　(1)、高清网络视频全数字上电视墙

　　该系统使用的高清网络矩阵支持百万像素高清网络摄像机接入，单台高清网络矩阵有4个VGA/DVI接口，可同时接4个液晶屏组成全高清数字电视墙。该系统较使用视频解码器将网络视频信号转为AV信号输出到电视墙方案更为经济、有效，且能达到无衰减的高清视频监控效果。

　　(2)、可多人同时监控，无需上监控中心

　　传统监控系统需要专门设置一个监控中心，单位的管理者如果要查看监控画面或查看录像资料，必须到监控中心。网络视频监控系统让管理者在自己的办公室，用自己的电脑即可监控实时画面或查看录像资料。而且多位管理者均可各自监控，互不影响。

　　(3)、多路图像集中管理

　　传统监控系统中，每台硬盘录像机最多只能管理32路图像。而网络视频监控则大大跨越了这个限制，一个管理平台可以管理上千路图像，充分发挥出集中管理及扩展性强的优势。

　　(4)、分布式架构，易安装、易扩展

　　传统监控系统采用的是集中式架构，将所有视频线、音频线、控制线拉到监控中心，如要增加摄像机则需再布线。如果想搬迁监控中心，则工程浩大。而网络视频监控系统是采用分布式架构，各个摄像机、视频服务器分布在单位中的不同地方，而监控录像主机也可设在单位内的任何地方，接上网线即可。要增加摄像机、转移监控主机，可以随意进行，完全没有制约。

　　(5)、集合了监听、广播、对讲、报警、远程控制等多项功能

　　网络视频监控产品不仅只传输图像，还集合了监听、广播、对讲、报警、远程控制等多项功能，而这些信号全部通过网络传输，无须另外布线。

　　6、网络化的存储回放

　　网络化的录像存储和检索回放是网络视频监控系统的重要特性。在网络视频监控系统中，录像单元和存储空间是可以进行分布式部署的，包括中心录像(通过中心网络录像单元)、分中心录像(通过分中心网络录像单元)以及前端录像(在编码设备中进行本地录像存储)。为了方便用户对这些分布式录像资料的调用和浏览，网络视频监控可以通过网络矩阵实现所有录像资源的统一管理，用户在任何地方登陆系统均可以对这些录像资源进行集中检索和按需回放，用户不需要知道录像及存储单元本身的部署情况。

　　5、结语：

　　重庆市社保局敏锐把握视频监控市场的现状及未来技术发展趋势，果断决策，采用了联特微高清网络视频监控系统，特别是高清网络矩阵，非常贴近其应用需求，解决了很多标清视频监控系统所达不到的高度，真正提升了用户视频监控系统的应用价值。