该标准是一个面向家庭电视质量级的视频、音频压缩标准。MPEG-1的编码速率最高可达4-5Mbits/sec,但随着速率的提高,其解码后的图象质量有所降低。MPEG-1也被用于数字电话网络上的视频传输,如非对称数字用户线路(ADSL),视频点播(VOD),以及教育网络等。同时,MPEG-1也可被用做记录媒体或是在INTERNET上传输音频。MPEG1标准占用的网络带宽在1.5M左右。
4.2.4 MPEG-2
DVD标准。
制定于1994年,设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率,主要针对高清晰度电视(HDTV)的需要,传输速率在3-10Mbits/sec间,与MPEG-1兼容,适用于1.5~60Mbps甚至更高的编码范围。分辩率为720×480×30(NTSC制)或720×576×25(PAL制)。影视图像的质量是广播级的质量,声音也是接近于CD-DA的质量。MPEG-2是家用视频制式(VHS)录像带分辩率的两倍。MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道,和多达7个伴音声道(DVD可有8种语言配音的原因)。由于MPEG-2在设计时的巧妙处理,使得大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据,如VCD。除了做为DVD的指定标准外,MPEG-2还可用于为广播,有线电视网,电缆网络以及多级多点的直播 (Direct Broadcast Satellite) 提供广播级的数字视频。MPEG-2的另一特点是,其可提供一个较广的范围改变压缩比,以适应不同画面质量,存储容量,以及带宽的要求。对于最终用户来说,由于现存电视机分辨率限制,MPEG-2所带来的高清晰度画面质量(如DVD画面)在电视上效果并不明显,到是其音频特性(如加重低音,多伴音声道等)更引人注目。
MPEG-2的画质质量最好,但同时占用带宽也非常大,在4M~15M之间,不太适于远程传输。
4.2.5 MPEG-4
在MPEG(运动图像专家组)系列压缩方式中,MPEG-4技术属于是码流与画质比中较好的一种,所以很多公司都推出了该编码的产品。采用的帧间压缩方式,利用帧之间的冗余信息大大减少压缩数据量,达到同样的视频质量MPEG-4
所需的码率只有M-JPEG的1/30甚至更少。大家一般意义上认为MPEG-4 IBP的压缩方式已经满足了网络传输的要求,所以也使得网络视频服务器在普通网络环境中应用成为可能。
4.2.6 H264
联合视频工作组(JVT,Joint Video Team)在H26L的基础上提出了H.264编码技术,它通过增加运算的复杂性降低了码流的同时提高画质。H.264的出现为低码流网络传输的实现提供了解决方式,也使得现有带宽的情况下多路数网络视频服务器的应用成为可能。
4.3 网络技术
网络视频监控服务器由于具有独立完成网络传输功能,不需要另外设置计算机,故其能实现简单的IP方式组网,是传统的模拟监控所无法实现的。每部网络视频服务器具有网段内唯一IP地址,通过网络连接方便方便对该设备(IP地址)进行控制管理,也即通过IP地址识别、管理、控制该网络视频服务器所连接的视频源,故其组网只是简单的IP网络连接,新增一个设备只需要增加一个IP地址,极大的方便了原由模拟系统的网络升级改造和其他网络需求情况。
IP组网是网络视频服务器的特性,但是由于国内IP地址资源的贫乏,目前国内的经济性宽带(ADSL、有线宽带等)都采用动态IP方式上网,这就使得网络视频服务器需要解决上网问题,网络视频服务器基本上都能采用域名方式来支持DDNS(动态IP),如果网络视频服务器不支持域名解析,则需要额外增加昂贵的网络使用成本。
由于网络视频服务器的工作可以不需要外置的计算机,故网络视频服务器能独立自动上网就很有必要,否则一台网络视频服务器配置一台计算机来实现拨号则失去了网络视频服务器的意义。目前国内的网络视频服务器基本上都能够实现该功能,如网视通产品专门为国内宽带情况而设计的ADSL自动拨号技术则非常方便的。
网络视频服务器的组网方式有诸多优点,结合中央控制管理软件及服务器模
式可以实现更多的网络应用,由于此处篇幅有关,不再详细讨论,后续我们将会提供专门的网络应用文章。
4.4 网络存储技术
视频监控系统中对存储的需求特点
1.对存储的容量需求弹性比较大,存储容量的多少随着画面质量的提高、画面尺寸的增大、视频线路的增加都会成倍的增加容量需求。
2.对存储的性能要求不高,但是需要能够满足长时间的连续数据读写,数据流量大但访问请求数量低。
3.数据保存周期短,一般的监控场所数据保存一定时间(如1个月)以后便可以删除。
要为视频监控方案选择合适的存储设备,首先就要估算存储容量需求。那么根据现在主流的压缩方式来计算如下:
MPEG4压缩方式:200MB/小时/路;H.264压缩方式:150MB/小时/路 1天=24小时;1星期=168小时;1个月=720小时 1路;1个监控线路
录像保存天数与硬盘的容量(每天24小时连续录像;硬盘容量单位为GB;下列数值的105%为硬盘实际使用容量)
从这个表我们基本可以估算出一个视频监控项目中所需存储设备的类型。举例来说,某银行需要4路视频监控系统,7*24小时监控,数据保存3个月便可以覆盖,那么总计容量需求1.7TB,.因此我们可以考虑推荐NS3500/NS33/NS35系列的存储设备。
按需提供存储解决之道
那么我们分析了视频监控系统对存储系统的要求,便可以针对不同的需求特点制定不同的解决方法。
4.4.1 分布式独立视频存储
此类监控需求的特点是数据量小,数据采集点分散,设备投资有限,数据保
存周期短,数据安全要求不高。采用DAS连接方式为每台监控服务器或工控机直接挂接一台外置存储设备供存储扩展。这种方式一次性采购成本较低,小规模维护成本也在可控范围内,但不便于扩展,维护成本会随监控规模的扩大而迅速增长。
适合此类存储解决方案的有社区视频监控系统、校园视频监控系统、中小型企业视频监控系统、偏远地区视频监控系统等。存储设备首选考虑浪潮NS35/33系列。
4.4.2 集中式网络视频存储
此类监控需求的特点是数据量大,视频线路广泛而相对集中,监控密度高、数据保存周期长,数据安全要求高。采用SAN连接方式让每台监控服务器或工控机直接接入倒SAN存储网络中,使用集中存储设备。这种方式一次性采购成本较高,便于扩展,长期维护成本低。
适合此类存储解决方案的有安全部门视频监控系统、城市道路指挥中心、高速公路视频监控中心等。存储设备首选考虑浪潮CX系列。
视频监控案例应用-高速公路监控系统
某地高速公路共有8个收费站,每个收费站设有四个车道。每车道设立一个收费间,总共8*4=32个收费间。每个收费间均配置有一台收费用电脑及相关设施连接到高速公路管理中心。
为配合高速公路的检票系统,实现对过往车辆的统计和监测,特此规划设计了本高速公路车辆影像监测系统方案。
具体设备配置如下:
1) 安装监控设备:在每个收费站的每个收费口配置1台彩色摄像机,
一共32台,监测范围为高速公路入口的车辆通道。每一台摄影机配置一台视频服务器,视频服务器同时与摄像机和网络连接,负责把摄像机采集的视频信号编码后在网络上传输。
2) 录像设置:系统设定为动态侦测录像,在车辆到达时触发摄像机录
像。过往车辆经过时,就会触发系统报警,通过计算机进行录像。 3) 一天工作24小时:采用车辆到达录像方式全程拍摄过往所有车辆。
4) 采用数字摄像方式:数字化的图像,可以直接提交给计算机进行处理。 5) 分布式数据存储:计算机处理的数据直接存放在外置大容量阵列中,
在此方案存储设备可以采用浪潮的CX系列产品。
整个系统建立在网络系统环境中,通过网络可以随时调用和查看各地的录像资料,是高速公路监控系统存储应用典范。
4.5 防雷知识
4.5.1 雷击保护的基本原则
欲使设备得到很好的保护,首先应对其所处的环境、受雷电影响的程度做出客观的估计,因它与出现过电压的幅值、概率、网络结构、设备抗电压能力、保护水平和接地等有关;防雷工作应作为一项系统工程来考虑,强调全面防护(包括建筑物、传输线路、设备和接地等),综合治理,且要做到科学、可靠、实用和经济。针对感应雷瞬时能量较大的特点,根据IEC国际标准对能量逐级吸收的理论,及防护区间量级分类的原则,需要做多级防护。
4.5.2 雷电防护措施
采用避雷针、避雷带和避雷网等可防止和减少雷电对建筑物、人身和居室造成的危害。但已有大量事实证明:在安装了这些避雷装置的室内,计算机设备、通讯网络及微电子器件在雷击时,却仍然会遭受不同程度的损害。对此,科学家通过进一步的分析,已经找到了其中的原因所在。
避雷器的种类基本上分三大类型:
(1)电源避雷器:按电压的不同,分22V的单相电源避雷器和380V的三相电源避雷器(安装时主要是并联方式,也串联方式)。“电源防雷器”并接在电力线路上,可遏制瞬态过电压和泄放浪涌电流。从总进线到用电设备端通常配置分为三级,经过逐级限压和放电,逐步消除雷电能量,保证用电设备的安全。根据不同的需要可选用“可插拔模块型”、“端子接线式”和“移动插座式”等品种。
(2)信号型避雷器:多数用于计算机网络、通信系统上,安装的方式是串