移动车载视频系统技术方案

城管执法局移动车载视频系统城管执法局移动车载视频系统 系统设计方案系统设计方案 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 1 目目 录录 第一部分第一部分 系统设计综述系统设计综述.3 一、系统概述一、系统概述.3 二、系统建设目标二、系统建设目标.4 三、系统设计原则与规范三、系统设计原则与规范.4 1 1、设计原则、设计原则.4 2 2、设计规范、设计规范.6 3 3、设计依据、设计依据.6 第二部分第二部分 系统组成结构系统组成结构.7 一、系统组成结构一、系统组成结构.7 二、系统网络结构二、系统网络结构.7 1、局总中心、局总中心.8 2、中心、分中心客户端、中心、分中心客户端.9 3、车载前端、车载前端.9 第三部分第三部分 系统软件设计系统软件设计.11 一、系统架构设计一、系统架构设计.11 二、用户管理控制策略二、用户管理控制策略.12 三、系统软件组成三、系统软件组成.13 1、服务器、服务器.13 2、客户端、客户端.14 第四部分第四部分 系统功能系统功能.15 一、系统配置维护管理一、系统配置维护管理.15 1、系统管理功能、系统管理功能.15 2、配置管理功能、配置管理功能.15 3、视频设备管理功能、视频设备管理功能.16 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 2 二、视频流调度管理二、视频流调度管理.17 三、用户优先级控制管理三、用户优先级控制管理.17 四、设备运行状态的监视四、设备运行状态的监视.18 五、录像管理功能五、录像管理功能.18 六、网络视频接出控制管理六、网络视频接出控制管理.18 七、七、WEB 浏览浏览.19 八、电子地图功能八、电子地图功能.19 九、网络视频监视客户端九、网络视频监视客户端.20 第五部分第五部分 系统性能特点系统性能特点.21 一、系统主要特点一、系统主要特点.21 二、系统技术特色二、系统技术特色.22 1、核心技术、核心技术.22 2、视频流模式、视频流模式.23 3、MPEG-4/H.264 算法的实现优势算法的实现优势.27 4、系统特点、系统特点.29 第六部分第六部分 主要设备技术指标主要设备技术指标.31 第七部分第七部分 系统配置清单系统配置清单.32 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 3 第一部分第一部分 系统设计综述系统设计综述 一、系统概述一、系统概述 随着经济的发展，移动或不固定非法商贩数量激增，针对无照 经营、流动、不固定非法商贩视频监控、城市综合管理的车辆位置 管理的无线视频监控设备应运而生，城市综合执法部门可以通过无 线网络远程来监控和管理的执法汽车的位置，通过视频实时监控车 内、外状态，也可以把设备放置需要监控的固定场所监控，达到流 动监控、非长期固定场所监控、执法队伍管理的目的。 另外近两年，城管执勤中发生多例死亡、伤害案件。管理部门 需要对原始影音图像采集、远程现场指挥、突发事件的紧急调度指 挥等进行一系列控制、管理，多功能无线车载 监控系统则可为城市 管理车辆提供符合执法车辆需求的完善功能及方案。如现场取证； 远程监控调度；连接各级分队车辆、连接指挥中心以及其他业务职 能部门，实现快速报警、及时处警；更广泛、更及时、更准确、更 统一地采集信息，为领导决策提供可靠的科学依据；快速高效处理 各类突发事件等。 公司自主研发的监控系统主要针对跨区域的视频监控，可将不 同地域，不同层次的独立监控系统进行有机整合，实现上级监控系 统对下级监控系统的访问、控制，并可实现多级别访问。该系统既 可满足各监控系统的常规视频监控业务，也可实现对下级别监控系 统的访问，彻底打破布控区域的地域界限和设备扩展的数量限制， 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 4 特别适合于大范围、分布式监控和集中管理的应用领域。 二、系统建设目标二、系统建设目标 城管移动车载视频监控系统总体建设目标是：系统利用先进的 计算机网络技术、通信技术、多媒体技术、微电子技术等，借鉴当 今先进的管理技术和手段，借鉴当今先进的管理技术和管理手段， 建设一个具有一定实用实用性、先进性、可靠性、开放性的“移动 车载远程监控管理系统” 。建成后整个监控系统主要完成的任务是对 城管执法以及突发事件处理等实时远程监控，所有的车载无线视频 系统采集端的图像将通过 CDMA 无线网络上传到城管中心管理服务器， 使各级领导及相关人员能实时了解全省路段内所发生的情况，实现 城管执法车辆管理的创新化、网络化、智能化、系统化、可视化的 管理调度指挥方式。 三、系统设计原则与规范三、系统设计原则与规范 1 1、设计原则、设计原则 为了满足城管移动车载视频监控系统的要求，达到对监控点进 行全方位的监控以及对安防信息的及时反应，在一定范围内联动警 示设备，通知有关人员做出反应，采取措施，并对相关设备进行集 中监控、集中维护和集中管理。网络视频监控系统设计遵循以下原 则： 标准化：整个移动车载视频监控系统的设计符合国家标准或国 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 5 际标准。系统软件、硬件均采用标准化设计，提供开放的接口，可 与不同供应商的设备及软件系统互联互通。 先进性：产品采用双 CDMA 通道传输，网络带宽比单通道增强 1.8 倍带宽。增加了高连贯、低延时两个选项。分辨率可达 CIF 效果， 帧率最高可达 20FPS，平均延时控制在 3-10 秒以内。另外采用三项 关键技术：H264 超低码流视频压缩技术、专有的信道动态适配技术、 针对无线信道设计的可靠传输纠错技术；增加了双通道自动平衡协 调传输功能。 可靠性：采用嵌入式实时操作系统和专用的硬件结构，性能稳 定可靠，保证系统整体的稳定，尤其适合在无人、少人维护的环境 中运行。 经济性：系统开发运行平台均采用当今最为通用的各种操作系 统和开发工具，充分利用了我们在其他监控领域中成功应用的中间 件和模块，大大减少在系统平台方面的投入，具有极高的性能价格 比。 扩展性：系统软、硬件系统采用模块化设计，用户系统升级时， 只需要增加前端的服务器。整个系统具有进一步扩展功能的能力， 可以很好的适应现代智能交通控制的需求。保证用户在系统上进行 有效的开发和使用，并为今后的发展提供一个良好的环境。 实用性：系统支持用户的网络监控需求，可多用户多画面实时 监控、远程控制、集中录像、可连接多种报警设备、报警可定时布 防撤防等功能，完全满足用户的监控要求。 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 6 灵活性：系统组网灵活，适合在局域网、广域网和无线网络中 使用；多个视频监控系统可以作为子系统组成更大的视频监控系统。 2 2、设计规范、设计规范 根据贵方项目的要求和国家有关法规的要求，我们经过认真研 究、分析设计本系统方案。该系统具有性能先进、质量可靠、经济 实用等特点，而且该系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝 连接的能力。为实现安防系统的可视化管理奠定了基础。 依据的相关规范包括： 工业企业通用设计规范 （GBT42-81） 中华人民共和国公共行业标准 （GA/T70-94） 安全防范工程程序与要求 （GA/T75-94） 电气装置安装工程施工及验收规范 （BGJ232.90.92） 民用闭路监视电视系统工程技术规范 （GB50198-94） 民用工业建筑电气设计规范 （GJT16-92） 电视系统视频指标 （CCTR RECOMMENDATION 472-3） 3 3、设计依据、设计依据 本方案设计时主要依据： xx 城管移动车载视频系统招标书 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 7 第二部分第二部分 系统组成结构系统组成结构 一、系统组成结构一、系统组成结构 根据技术要求和城管执法局的管理体制，以城管执法局监控中 心作为总中心，按各执法大队建立监控分中心。在管理体制上形成 中心管理和片区分中心管理的两级管理模式。 基于这种管理体制，本系统在执法局监控中心机房设立管理服 务器，利用与联通公司光纤专线，实现与联通公司间的信息传递； 并在城管执法局的局域网基础上搭建移动视频系统管理网络。系统 既满足各相关部门的使用要求、注重实效，又保证稳定、可靠，操 作简单，维护方便。因此，在系统总体架构上，我们建议采用多级 C/S 体系结构，在总中心、各分中心控制终端安装客户端软件，访 问局中心服务器，实现对整个系统视频的观看和统一调度管理。 综上所述，整个移动车载视频系统由以下三个部分构成： 监控中心；监控中心； 分中心、客户端部分；分中心、客户端部分； 车载部分。车载部分。 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 8 二、系统网络结构二、系统网络结构 由前所述可知系统可分为二个管理层次（局总中心、片区分中 心） ，用户可分布在网络的任何部位。整个系统由局中心服务器局中心服务器、中中 心及分中心（在管理处）客户端心及分中心（在管理处）客户端和车载前端三个部分车载前端三个部分组成，其系统 网络结构如下图所示。 1 1、局总中心、局总中心 总监控中心设置在城管执法局机房内，系统主要由中心管理服 务器、图像控制台、存储服务器、视频解码器和大屏幕显示系统等 组成。 总监控中心管理服务器，是整个系统视频调配和管理的中枢， 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 9 主要实现整个系统配置管理和总监控中心的视频调配管理。 当总监控中心服务器或图像客户端有图像访问请求时，首先通 过中心管理服务器查找该路视频是否已接入中心网络，如果已经接 入，则将该路视频发送给请求者。 网络视频解码器，可根据实际的电视墙显示单元个数配置相同 数量的设备，将视频信号送指定电视墙显示单元或大屏幕系统显示。 网络视频解码器可以随时接收管理服务器发送来的连接指令，实现 指定视频信号的解码输出。 图像控制台实现总监控中心网络视频的输出切换控制和指定监 控点图像的切换、云台及摄像机镜头控制和系统录像控制。 2 2、中心、分中心客户端、中心、分中心客户端 中心、分中心安装好监控的客户端软件，局各级部门领导、及 各业务科室人员以及下面各分中心，经过授权，通过客户端控制软 件，通过中心管理服务器皆可实现对指定监控点视频的实时观看。 并可实现对监控点的切换选择及云台摄像机的控制和视频的录像控 制。 3 3、车载前端、车载前端 移动车载前端集无线视频编码器、车载球型一体化摄像机、微 型数字硬盘录像机、红外遥控模块、液晶显示屏、电源供给系统于 一体。移动车载前端产品如下集成结构： 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 10 移动车载前端安装在各监控车辆上，将执法车辆的实时图像由 无线网络视频服务器采集编码压缩后，通过联通 CDMA 1X 网络传回 到监控中心。摄像机可以带磁铁，可以吸附在车顶，前端执法人员 可以通过遥控器进行控制云台，通过车载液晶显示器进行观看车外 图像。远端监控中心可以通过软件发送命令给前端车载无线设备， 进行摄像机云台的控制，以获取想要的实时图像。 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 11 第三部分第三部分 系统软件设计系统软件设计 一、系统架构设计一、系统架构设计 视频服务器1视频服务器2视频服务器3视频服务器4 管理服务器1管理服务器2 管理服务器3主控域 分控域 低级分控域 系统采用各级对等结构，无论是视频服务器，还是分控服务器， 或者主控服务器，都有自己的一套用户认证机制。如图 2，视频服 务器 1 可以构成独立的小范围监控系统，视频服务器 1 的管理员只 能管理低级分控域（绿色虚线框）内的摄像头和 I/O 设备；把若干 视频服务器加入到分控管理服务器 1 的管辖设备列表中，可以构成 更大范围的监控系统，分控服务器 1 的管理员可以管理分控域（紫 红色虚线框）内的所有摄像头和 I/O 设备；若干分控服务器又可以 加入到更高层的主控管理服务器 3 的管辖设备列表中，构成超大范 围的监控系统，主控管理服务器 3 的管理员可以管理主控域（蓝色 虚线框）内的所有摄像头和 I/O 设备。如果还有更高层的主控管理 服务器，管理服务器 3 又可以作为分控管理服务器加入到它的管辖 设备列表中，依次级连构成 N 级监控系统。 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 12 由于各级服务器的对等设计，当一个分控服务器加入到主控服 务器的管理域时，主控服务器只是将它作为拥有更多摄像头和 I/O 设备的“视频服务器” 。这种抽象简化了分级管理的复杂度，主控和 分控采用相同的中心管理软件，而且理论上级连层数没有限制！ 二、用户管理控制策略二、用户管理控制策略 系统的视频控制采取统一的多优先级管理机制，系统设置全局 统一的优先级别，各级视频服务器自动判断当前用户的优先级别， 从而保证某个摄像机在特定时刻只有一个用户能够拥有控制权。优 先级的判断与控制权的转换均为自动方式，即当有更高级别用户申 请时，会自动获得摄像机的控制权(如下图)。 新用户U申请摄像机C 摄像机C的控制权用户为V 判断优先级 用户U的优先级大于用户V用户U的优先级小于用户V 控制权转交给用户U通知用户U没有控制权 当前有控制权的用户退出时，系统自动选择下一个用户，并发 生控制权的转移（如下图） 。 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 13 用户U有摄像机C控制权 用户U停止摄像机C的监视 选择当前监视摄像机C的 最高优先级用户 用户U转交控制权给当前 最高优先级用户 三、系统软件组成三、系统软件组成 其系统软件由服务器和客户端两部分组成： 1 1、服务器、服务器 中心管理服务器中心管理服务器 中心管理服务器是系统的核心，负责管理系统中的各种设备和 资源，包括音视频流管理、联动管理、录像管理和用户管理等。 动态域名解析服务器动态域名解析服务器 动态域名解析服务器是中心管理服务器配套使用的子系统，主 要负责解决前端设备的动态接入问题，管理前端产品的在线注册， 维护前端设备的地址列表。 存储服务器存储服务器 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 14 采用分布式存储管理技术，实现存储的层次化、网络化，可以 使用集中式存储或分布式存储，具有计划、联动、手动等多种录像 方式，录像检索和回放方便快捷。 2 2、客户端、客户端 监视器监视器 监视器软件登录中心管理服务器或直接登录前端产品，实现多 画面实时视频浏览，提供多站点登录、双向音频控制、PTZ 控制、 联动报警、录像控制和分组轮跳等功能。 管理器管理器 管理器软件登录中心服务器或者直接登录前端产品，实现对系 统内相应设备和资源的配置管理，包括音视频资源管理、串口资源 管理、PTZ 资源管理、联动管理、用户管理和录像计划管理等。 播放器播放器 播放器软件登录中心服务器，实现录像检索、下载和回放功能， 提供多样化检索方式，支持单帧播放。 电视墙控制器电视墙控制器 电视墙控制器软件通过绑定网络视频服务器和网络视频解码器， 实现虚拟网络矩阵功能，控制和管理视频解码输出，在电视墙上实 现实时监控和画面分组轮跳功能。 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 15 第四部分第四部分 系统功能系统功能 一、系统配置维护管理一、系统配置维护管理 系统配置维护管理系统是系统管理员对其管辖范围内监控站点、 摄像机、云台解码器、无线网络视频编码器、网络视频解码器、视 频管理服务器、用户等进行配置管理和维护，并可进行远程设备测 试、故障诊断、参数配置修改等操作。 1 1、系统管理功能、系统管理功能 口令更改：更改网络客户端用户口令； 锁定：管理软件启动时，为防止非法用户更改系统设置，可 进行系统锁定； 授权数据更新：系统可以向多级服务器授权数据更新，更新 内容包括：用户信息更新、站点信息更新、接入终端信息更 新、摄像机信息更新等； 数据日志查询：系统具有完备的操作日志查询和用户使用日 志查询功能。日志查询内容包括用户的登录与退出、图像视 频请求与关闭、图像视频切换、云台与镜头的控制、灯光与 雨刷的控制、用户口令更改等。 2 2、配置管理功能、配置管理功能 云台控制器类型配置：设置多种类型的云台控制解码器，云 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 16 台解码器协议支持 PELCO、Panasonic、Sony、等多种解码协 议； 分组配置：实现了对摄像机的分组分部门管理。对于不同的 用户只能观看所分配的摄像机。 用户配置：设置用户登录 ID、用户名称、用户优先级、用户 类型等； 视频服务器配置：设置视频调配服务器 ID、名称、类型（级 别） 、IP 地址、端口号、最大视频流数量等； 摄像机配置：设置摄像机 ID、摄像机名称、方向属性、变倍 属性、光圈属性、灯光属性、雨刷属性、所属站点等； 3 3、视频设备管理功能、视频设备管理功能 显示所有在线设备：根据 MAC 地址和 IP 地址搜索设备； 设备网络参数配置与维护：设备 IP 地址、子网掩码、网关、 端口号等参数的配置和维护； 设备视频属性配置与维护：视频传输速率、帧率、视频制式 （NTSC/PAL） 、视频数据格式(CIF)、标准亮度、对比度、色 度、饱和度等参数的配置与维护； 控制接口参数配置与维护：控制接口 RS422/485 的波特率、 奇偶校验类型等参数的配置与维护； 透明数据串口参数配置与维护：透明数据串口 RS232 的波特 率、奇偶校验类型等参数的配置与维护。 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 17 二、视频流调度管理二、视频流调度管理 多级分布式客户机/服务器架构：分中心、各片区分中心两部分。 视频流数据在视频调配服务器的统一调度管理下，从视频接入 终端逐级向上发送相应的视频流。所有的视频监控客户端只需登录 到省局服务器即可以获得权限所允许的图像。 多种传输协议的支持与选择：支持多种网络传输协议 （UDP、TCP、组播） ，并根据网络实际状况，可自动/手动选择合适 的传输协议，从而达到既能够减少网络负担，又能保证清晰、流畅 的图像效果。 三、用户优先级控制管理三、用户优先级控制管理 系统具有非常完善的控制优先权机制，对用户进行统一的优先 级管理。各级用户统一接受权限管理，引入多用户优先级管理机制。 系统按用户的不同级别，设置多个优先级，由视频服务器自动判断 当前用户的优先级别，避免控制冲突，保证各监控点控得住，从而 保证某个摄像机在特定时刻只有一个用户能够拥有控制权。优先级 的判断与控制权的转换均为自动方式，即当有更高级别用户申请时， 会自动获得摄像机的控制权；当前有控制权的用户退出时，系统自 动选择下一个用户，并发生控制权的转移。 用户登录认证：对登录用户进行密码校验与身份验证。 响应多用户的并发请求，协调处理他们之间的各种申请。 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 18 四、设备运行状态的监视四、设备运行状态的监视 系统主要设备运行状态以及当前用户的实时侦测与显示。 五、录像管理功能五、录像管理功能 实现多路视频的同时录像与管理。可实现全天 24 小时录像、分 时间段录像等。有以下几种方式设置录像： 计划录像计划录像，系统管理员可设定多个时间段对多个监控前端的图 像进行录制，图像数据保存在图像监控系统服务器的硬盘上。 报警自动录像报警自动录像，此项功能在报警联动布防时可选，若某一报警 探测器布防时选择录像功能，则当该报警探测器有报警发生时，自 动进行录像，录像时间用户可以事先设定，录像速度也可以调节。 手动录像手动录像，监控终端用户可根据需要随时选择系统各个监控前 端进行录像控制，图像数据保存在客户端本地的硬盘上。 录像检索及回放，录像记录可以在所有监控终端上以具有检索 权限的用户名登录后进行检索，录像检索可以根据不同的查询条件 如日期、监控地点和报警类型检索录像记录。 录像管理，对录像硬盘空间、文件备份、文件删除、硬盘容量 等进行统一管理。 六、网络视频接出控制管理六、网络视频接出控制管理 网络视频接出控制管理系统主要实现网络视频的接出控制管理， 即控制网络视频解码器解码指定点监控视频，实现其在大屏幕或电 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 19 视墙（电视机）上的显示。 设置电视机 ID、电视机名称、网络视频接出控制终端名称、接 出终端 IP、接出终端端口等。 七、七、WEB 浏览浏览 系统支持 WEB 服务器的形式，使授权用户在网络的任何地方都 可以通过 WEB 方式实时察看监控点情况。 八、电子地图功能八、电子地图功能 提供带编辑功能的地图引擎，用户可将各镜头分布情况绘制成 地图方式，点击相应镜头图标自动切换到当前摄像机位置，便于用 户方便、直观的了解摄像机的分布情况。 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 20 九、网络视频监视客户端九、网络视频监视客户端 用户注册及密码修改。用户登陆认证以及用户口令修改。 监控点及摄像机选择。根据所授用户权限，选择监控点及摄 像机。 显示功能。单画面、多画面（1、4、9 画面）以及编组轮巡 显示监控点视频。 控制功能。按控制权限级别控制云台、摄像机镜头及灯光雨 刷等辅助设备。 录像功能。可选择手动录像、事件触发录像等不同的录像方 式。 录像回放。录像检索可以根据不同的查询条件如日期、监控 地点和报警类型检索录像记录。 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 21 第五部分第五部分 系统性能特点系统性能特点 一、系统主要特点一、系统主要特点 集中设备管理：集中设备管理：用户远程登录中心管理服务器，集中管理系统内 各种设备和资源 多级系统级联：多级系统级联：支持复杂异构网络，任意系统都可作为另一个系 统的子系统，多级系统级联可以满足分布式网络视频监控的需要 多种网络接入方式：多种网络接入方式：支持多种网络协议，支持动态 IP，前端产品 可通过 ADSL 自动拨号接入网络，支持 CDMA1x 无线传输 分布式存储管理：分布式存储管理：采用分布式存储管理技术，实现存储的层次化、 网络化，具有计划、联动、手动等多种录像方式，录像检索和回 放方便快捷 并发视频直播：并发视频直播：支持单播/组播/多播，多画面远程实时监控，具 有分组轮跳功能 双向语音通信：双向语音通信：可在任意一个网络终端对前端控制点位进行音频 对讲或广播 联动报警管理：联动报警管理：报警事件发生后，系统可自动触发一系列预设联 动，实现报警系统智能化 虚拟网络矩阵：虚拟网络矩阵：可任意绑定前端监控点和视频解码器，实现网络 虚拟矩阵，控制电视墙实时监控和分组切换 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 22 分级用户管理：分级用户管理：根据不同需要设定各级用户，使用不同权限访问 不同资源 网络安全管理：网络安全管理：采用 CHAP 协议认证和 DES 加密进行数据保护， 保证网络通信安全可靠 WEB 浏览：浏览：授权用户可以随时随地通过 IE 浏览器实时观看系统 内的视频资源，并可进行相应权限的资源管理 二、系统技术特色二、系统技术特色 1 1、核心技术、核心技术 1.1 MPEG-4 多媒体应用标准多媒体应用标准 MPEG-4 标准是目前最新的视频格式标准之一。完整的 MPEG-4 标准是一个多媒体通信的框架和规范协议，其中的视频编码算法的 设计思想是在基于视频内容编码等技术的基础上，提供极低带宽和 可变输出码率（10Kbit/s 到 1Mbit/s）的条件下提供尽可能好的图 象质量。 1.2 多点通信多点通信 通过实现组播技术增强了传统 IP 网上的多点通信模式，为三网 融合提供了通信基础，并且研究了可靠组播技术（Reliable Multicast）和分层组播技术，在三网融合的基础上实现传统业务和 新兴业务在统一应用平台上的综合。 1.3 实时传输和实时传输和 QoS 技术技术 研究和实现了 RTP/RTSP（实时传输协议） ，实现了多媒体信息 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 23 在 IP 网络中的实时通信，为实时交互提供了通信基础；利用时间戳 等技术研究和实现了减小多媒体信息传输延迟抖动和丢失的质量保 证方法；研究和实现通信量整形和排队技术，提供对网络传输质量 的保证手段。 1.4 异构网络通信平台异构网络通信平台 实现自适应编码技术，实现在多种网络条件下的自适应编码和 传输，提供异构网络进行通信的手段。 1.5 嵌入式系统嵌入式系统 芯片技术、DSP 技术、RTOS 的发展使得传统需要一台计算机实 现的功能在一块嵌入式板子上就可满足。嵌入式监控前端以最小化 设计实现监控所需功能，刨除了不必要的硬件设计，使得系统的成 本大大降低，系统的稳定性和可维护性大大提升。 2 2、视频流模式、视频流模式 根据用户在多级监控体系结构中所处的物理位置的不同，可以 采用以下多种模式，而在大部分应用中，由于系统中存在各种用户， 通常是多种模式的结合使用。 2.1 监控服务器单播转发模式监控服务器单播转发模式 在这种模式下，用户若想监看某个监控点时，并不是直接连接 到 CNVS 接收数据，除了局域网环境，一般情况下 CNVS 的出口带宽 很宝贵，如果 N 个人同时连到 CNVS 监看，则会占用 N 份出口带宽； 而在本模式下，CNVS 的数据是直接发送到监控服务器的，且每个监 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 24 控点只会发出一份数据，用户登陆监控服务器，从监控服务器接收 监控服务器转发的单播数据，这样不管有多少人实时监看，每个监 控点只会占用一份出口带宽；并且在监控服务器和 CNVS 之间提供了 控制机制，对于某个监控点，如果没有用户在监看，CNVS 会停止输 出到监控服务器的数据，最大程度节省带宽。 根据多级监控的实际情况，大部分用户是和监控服务器是在同 一层次，甚至在更高层次，对于和监控服务器之间不支持组播的用 户可以采用本模式，对于和监控服务器之间支持组播的用户可以采 用“监控服务器组播转发模式” ，对于和监控点在同一层次的用户可 以采用“本地模式” 。 2.2 监控服务器组播转发模式监控服务器组播转发模式 本模式和(1)基本类似，差别在于对于(1)，对于每个监控点， 监控服务器需要实现 1N 的数据转发（N 表示同时在线观看此监控 点的用户数） ，而对于本模式，监控服务器转发 1 份组播数据，对于 和监控服务器在同一个局域网的用户，可以直接接收组播数据，无 论有多少用户在监看，监控服务器只转发一份数据。 2.3 本地模式本地模式 对于某个监控点，如果和监控点在同一层次（同一局域网内） 的用户在监看，如果还采用(1)或(2)模式，则反而多占用了出口带 宽，这个时候用户可以直接连接到 CNVS 接收单播/组播数据，服务 器提供权限控制和监控点信息发布。 现在举例说明服务器组播模式：如下现在举例说明服务器组播模式：如下 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 25 如上图所示的三级远程监控体系，C 级没有设置监控服务器， A、B 级设置了监控服务器。下列基本组件构成整个监控管理体系： A 级监控服务器-B 级监控服务器 B 级监控服务器-C 级监控服务器 A 级用户机-A 级监控服务器 B 级用户机-B 级监控服务器 C 级用户机-B 级监控服务器 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 26 如下图所示，C 级 CNVS 发送组播视频流到 C 级用户机，发送单 播视频流到 B 级监控服务器；B 级监控服务器发送组播视频流到 B 级用户机，发送单播视频流到 A 级监控服务器；A 级监控服务器发 送组播视频流到 A 级用户机。在 A-B 之间和 B-C 之间的广域网络专 线上，只有 CNVS 的一份视频流存在。 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 27 3 3、MPEG-4/H.264MPEG-4/H.264 算法的实现优势算法的实现优势 公司自主研发的 MPEG4/H.264 核心算法在标准规范的基础上在 编码效率以及网络适应性方面进行了深入研究，并取得了突出效果。 3.1 VBR 和和 CBR 模式模式 VBR：即基于品质的模式。当使用这种模式时，所有的帧不管他 们的状态如何都压缩到相同的品质，即图像损失率一致。它能保证 全部帧的质量是一致的，当它不控制编码输出码率，对于场景运动 变化比较大的情况，编码输出码率变化幅度会很大。这种模式比较 适合于视频编辑或者对图像质量要求很高而带宽不受限制的应用。 CBR：即恒定码流模式。编码器会根据用户指定的码率进行编码， 为了保持相对恒定的码流，对于运动变化大的场景，编码器会降低 视频质量以降低码率，对于比较静止的场景，编码器会在不超过指 定码率的情况下尽可能提高视频质量。这种模式比较适合于网络视 频传输应用。CBR 的实现复杂度比 VBR 要高很多，而且实现算法的 不同对码流控制的效果差异也很大，国内大部分厂家目前未实现 CBR 模式或者只是作了一些简单控制。 3.2 核心算法采用汇编程序核心算法采用汇编程序 MPEG-4 算法中压缩比越高算法复杂度越大，一般的嵌入式平台 主处理器的处理能力不会很高，所以为了能够达到每路 25 帧/秒， 压缩比就不会很高。而我们将 MPEG4 算法的核心部分全部使用汇编 语言编写（标准算法使用 C 语言编写） ，使系统的处理效率提高了 城管车载视频监控系统（系统设计方案） 28 30，这使得我们的系统能够提供更高质量的视频。 3.3 预处理和后处理预处理和后处理 预处理：在编码之前消除原始图像中的“污迹” 、 “雪花”或 “毛边” ，也就是所谓的“视频噪声” 。 后处理：MPEG4 解码器增加了 Deblocking（去除块效应）功能。 3.4 网络传输时延控制网络传输时延控制 对于实时视频应用，等待时间和抖动必须保持在一定的限度内， 标准建议可接受质量的单向最大延迟是 400ms（网络传输本身延迟 不包括在内） 。对于音视频需要同步的应用，必须限制视频相对于音 频的延迟。监控系统已经做到单向延迟小于 100ms，在国内同类产 品中绝对领先。 3.5 网络传输差错控制网络传输差错控制 网络的不稳定性会经常导致视频包的丢失，而实时视频传输又 不允许无限制的重传，而 MPEG-4 是连续编码算法，丢失一帧数据会 导致后续若干帧解码错误，导致“马赛克”现象。 我们在传输层通过独有的差错检测、错误隔离、限制延迟重发、 强制恢复等一系列差错控制技术，使得“马赛克”现象尽可能少。 3.6 网络带宽自适应调整网络带宽自适应调整 在网络带宽经常变动的信道中，使编码率与信道带宽相匹配很 重要，监控系统中采用的算法可以实时检测网络带宽的拥塞程度， 并可以动态