高清时代地铁视频监控解决方案分析

 　　高清时代来临，高清数字图像在图像清晰度和细节方面也得到很大提升。监控系统后端的图像智能分析、图像智能处理正需要这样的高质量图像源。与高质量的图像源相对应的是高传输码流，传输非压缩的1080p×60fps的高清图像需要占用2.97Gbps的带宽。对于一个监控系统，往往需要对多个点进行监控，实时传输各个点的数字高清视频时，带宽占用非常大，基本无法传输。如何降低带宽，各个制造商大都采用有损压缩方法。比如采用H.264压缩算法的网络摄像机，使用100M网络传输，传输码流为32K~4Mbps。这样虽能大大降低高清图像传输占用的带宽，但是带来的负面影响是：1、图像质量大大下降，图像模糊，细节看不清，监控系统后端图像处理及分析能力也会大打折扣；2、传输图像时延严重，图像压缩速度取决于编解码系统速度和图像大小，高清数字图像压缩需耗费大量时间；网络传输速度取决网络拓扑和带宽情况，当网络堵塞时，基本无法传输。对实时传送已无意义。

　　要实现真正意义上的高清数字视频监控，必须传输无损高清数字视频。本文以某地铁的高清视频传输为例，对于1080p的高清数字视频无损传输解决方案做分析。

　　需求分析

　　在控制中心端，有大量高码率的数据输入输出。发送给每个站点的高清1080p的高清数字多媒体，以及每个站点的8路高清数字摄像头传入的高清监控视频图像，都属于高清数字信号。

　　在各个站点，接受并显示控制中心传输来的高清数字多媒体信息。并传回每个监控点的高清数字视频。

　　此地铁系统共具有15个地铁站点，每个地铁站点8路高清图像，共90路高清图像。控制服务中心8台高清监视器(电视墙)，可同时观看15个站90路高清图像中的任意8路。

　　整体规划

　　真正意义的高清监控是非压缩实时传输、无时延显示高清图像信号。整个环节都要保持高清数字指标，因此对于各个环节的选择有如下要求。

　　摄像机：传统摄像机采用CMOS的感光芯片，经过ISP处理，输出模拟CVBS信号，不满足高清要求。必须使用高清CMOS的图像传感器，输出非压缩高清数字信号，如SDI，HDMI等。可选择不仅输出SDI非压缩高清数字信号，同时还具有原始图像信息的 RVF(RawVideoFormats)非压缩视频格式的光接口输出的百万高清摄像机。

　　传输设备：高清数字视频信号由于码流很高，输出距离受到很大局限，比如SDI信号，在保持信号完整性，最大不过100米。所以要求传输设备即要保持高清数字信号的无损传输，又要达到长距离的传输。采用传输码流达3.125Gbps的数字光传输设备，在单芯单波长的光纤里能够无损传输不小于40Km的距离。传输码流达10Gbps的数字光传输设备，在单芯单波长的光纤里能够无损传输不小于40Km的距离。

　　传输线缆：非压缩高清数字图像信号经传统同轴电缆，双绞线等长距离传送方式已不可能。所以传输线缆必须是光缆，一般8芯光缆基本能完成一般监控系统的需要。

　　智能设备：如图像识别等系统，应具有高清图像的输入接口，能进行高清视频分析的能力。