安防新技术成就全球最大高清监控项目

　　四、项目启示

　　启示一：高清技术整体应用能力成角逐重点

　　本项目新建视频监控点达到13,002个，其中高清视频监控点达到12,037个，高清视频监控技术达到前所未有的应用规模。采用 200万像素高清摄像机覆盖浦东新区重要监控点，满足公安部门对视频图像清晰度的高要求，全面捕获路面上行人、车辆的特征，真正实现不仅看得见，而且看得清楚。出于公安取证的严谨性和图像质量的考虑，所有高清摄像机均以H.264实时监看和MJPEG存储双码流输出。高清摄像机实现高清视频采集，只是完成了高清监控的第一步，接下来需要进行高清编码和高清码流的传输，实现对高清数字信号进行交换控制，以及高清码流的存取和高清显示等。此次浦东全高清项目，对厂商在“高清与智能”时代的竞争中，所需要具备的整体解决方案的能力提出了极高的要求。

　　甲方从前端传感器开始，便提出了采用大尺寸CCD芯片的要求，从而进一步要求摄像机需要具备更清晰的图像处理和图像表现能力。这直接考验厂商对高清摄像机核心处理技术的掌握能力，而这在过去，往往是欧美品牌的角逐点。作为国内品牌代表，海康威视是全球第一家把H.264算法引进视频监控产品的企业。通过多年的研发投入，海康威视还突破性地掌握了ISP等多项视频处理与分析技术，拥有世界一流的图像处理技术：比如3D去噪、动态对比度、固态噪声过滤等等一系列的图像采集后处理技术，最大限度保证了高品质的图像源，加上高效的H.264编码算法，成功实现了200万像素CCD实时视频采集，并在高清摄像机上满足了甲方提出的各种功能和性能的要求，成为该项目中国内唯一的高清数字摄像机提供商。

　　再到传输、编解码等环节，由于高清图像包含的信息量大，因此传输带宽要求额外高，以1路为例，至少需要800Mb/s的传输带宽；如此之大的传输带宽，给传输、汇聚、交换等环节都带来了很大的压力，传统方式面临前所未有的挑战。在这次浦东项目中，海康威视凝聚多年在TI芯片开发和处理上的深厚积累，基于最新的TI芯片，通过不断优化、调试，最终，开创性地提供了嵌入式高清图像编码器，将前端图像进行数字化压缩后传输，到后端进行相关的业务应用，例如存储、显示等，较好地满足了本项目中甲方对图像编码的要求。

　　虽然高清监控系统在图像清晰度等方面有一个质的飞跃，但随之也带来一系列的问题，尤其是网络带宽、存储空间将成倍增加，想要实现系统性的变革，首先应解决高清监控系统存在的传输、压缩、存储、成本等各方面的问题，推出真正成熟、稳定、实用的，包含了前端、平台、存储、浏览、显示等各个环节的高清系统整体解决方案。通过北京奥运、上海世博等大型安保项目，海康威视取得了一系列技术突破和积累，在高清摄像机、高清编解码器、高清传输、高清存储等前后端系统化的高清设备的研发和生产上，均获得了大幅度的提升；同时，大量前后端设备的应用，促进了海康威视高清和智能系统解决方案的成熟，为接下来推出更优化的全套高清和智能解决方案打下了坚实的基础。

　　启示二：新建高清系统需考虑与已建系统的无缝融合

　　视频监控系统经过了模拟监控系统、数模结合监控系统、全数字化监控系统三个发展阶段的建设，已占据了绝大部分安防市场，高清网络监控系统只有实现与目前已建视频监控系统的无缝融合，实现同一平台的统一调度、统一管理和统一应用，成为其重要的有机组成部分，才能逐步为客户所接受和认可，在市场中站稳脚跟。

　　浦东项目建设的总点位数量在13000以上，如此庞大的数量，不管是从业务应用要求、还是从管理要求来看，汇聚于一点，显然是不合适的。整个浦东全区有40多个派出所，如果按40多个派出所分别建设机房中心进行设备安装调试，耗费的基建费用相当昂贵，对原来的老派出所来说，空间上较难实现，未来设备也难于管理。

　　从现状分析可知，过去已建成的浦东新区城市图像监控系统按“派出所—分控中心—分局中心”三级架构进行设计完工。那么，从系统总体架构垂直层次上分，本期新建项目依然按照“派出所—分控中心—分局中心”三级架构进行设计。在大的管理架构中，本次项目采取了建设6个分控中心，将前端图像通过自有敷设的光纤网络传输到派出所，汇聚进入分控中心，在分控中心实现存储和流媒体图像的转发应用。如此，每个分控中心约承担2000路左右的高清图像接入，达到了资金节约、空间利用和系统风险的平衡。

　　按照这个思路，存储和流转发的业务应用集中于分控中心，而派出所则是真正投入实战应用的使用者。在监控中心内设置高清电视墙解码服务器主机，既可以调阅实时图像上本地高清监视器，又可以查阅历史录像。这种建设方式，和以往的道路监控建设方式存在一定的差异，这种差异类似于本地服务器和无盘工作站之间的区别。

　　启示三：云存储和云分析在高清监控中的应用

　　出于公安取证的严谨性和图像质量的考虑，浦东高清项目所用的高清摄像机均以H.264实时监看和MJPEG存储双码流输出，系统存储容量高达20PB，每秒约会产生200Gbps以上的数据流量，每小时产生10300多个图像文件，15天约370万个图像文件，需要存储的海量视频数据有如潮水般的冲击着存储系统，信息规模呈现爆炸式增长，对存储设备的容量、读写性能、可靠性提出了更高要求。系统已无法适应传统的存储模式，需要引入高可靠、可伸缩、PB级的分布式文件系统，也就是云存储。系统采用云存储技术，从整体架构上进行设计，实现统一管理和虚拟化集群服务，按需分配，有效提高了数据的可管理性和利用率；各类数据流的分离与文件系统优化，增强了存储系统的性能；简单的网络接入应用、便捷的扩容技术、系统多设备的冗余等，充分体现了云存储技术的可用性与可靠型。

　　系统每天都会有大量的录像数据，日积月累就会形成海量的视频数据。这些数据被访问的频率非常低，它们都是一些“死”数据。要将这些“死”数据转化为可供检索的情报数据，就需要对这些海量数据进行复杂的图像分析算法，将有用的信息提取出来，如人脸、车牌、行为以及相关的抓图和录像片段截取。这些情报数据同样也是海量的，我们还需要“大海捞针”，在海量的情报数据中快速找出用户关心的人、事、物，这就涉及到复杂的图像比对和海量检索。对海量的数据进行图像分析，对海量的情报数据进行图像比对和快速检索，运算量非常巨大，用单台普通的计算机不可能完成，必须对数据进行云分析。云分析就是把云计算引入到视频监控系统中来，是图像分析技术和分布式计算相结合的产物。也就是将大量相对廉价的服务器通过高性能网络相连接，进行统一的调度和管理，它们相互协调，共同完成海量的数据存储、分析以及检索任务。

　　启示四：智能分析等技术在大型高清项目中的应用

　　由于摄像头数量太多，靠人力查看屏幕无法做到万无一失，唯有结合智能化分析才可以实现全面掌控。系统以插件形式提供了可灵活配置的智能视频分析功能，发现监控画面中的异常情况后，通知监控人员进行告警处理，从而减少大量的人员配置，更加有效地协助监控人员处理突发情况，并最大限度的降低误报和漏报现象，真正变被动监控为主动监控，减少人工干预，确保被防护对象的安全。

　　但必须认识到，智能分析技术的实时应用，限于各种技术条件、现场条件及经济因素考量，并非所有监控点位都具备该技术，而一旦事件发生，岂不又陷入了大海捞针式的人海战术视频检索之中?对此，系统提供了事后智能视频分析技术，即使事发时摄像机未启用智能分析技术，仍能够通过事后分析将事件检索出来，将实时智能分析与事后智能分析技术无缝紧密结合，在大大减少人员成本的同时，极大提高了案件侦破效率。

　　实施成效

　　上海浦东高清监控联网系统项目满足了当前上海平安城市建设过程中模拟与IP标清，以及IP高清交叉使用、旧有系统与新建平台整合的需求，并解决了困扰主管部门的大型数据的存储、管理与综合应用等问题。

　　浦东高清覆盖项目建成后，在浦东全区内，等于设置了一张高清图像大网，配合频闪LED补光措施，可以非常清晰的将过往车辆牌照特征记录下来，以备查询的需要，这改变了以往道路监控中由于录像模糊造成的录像录而无用状况。通过实地测试和安装期间的试运行，200万像素的摄像机，1600*1200的分辨率，大约可以覆盖12-15米宽度的区间，将这范围内的车牌清晰的记录下来，便于公安各业务单位应用的需要。

　　项目的建成全方位提高了浦东新区监控覆盖面,夯实了平安浦东新区建设根基。同时，该项目作为上海平安城市建设工程的重要组成部分，在上海世博会期间，发挥治安监控系统在加强社会管理、组织群防群治、预防打击犯罪等方面的特殊作用。

　　结语

　　通过参与本次浦东高清覆盖项目，海康威视在高清摄像机和高清编码器的生产、研发，在高清前后端系统化能力等方面均有了大幅度的提升。总量4/7的前端设备总数促进了海康威视高清系统解决方案的成熟，为后一步海康威视推出更优化的全套高清解决方案打下了坚实的基础。事实证明，海康威视高清解决方案已经走在了行业的前列，在未来的数年间，海康威视必将凭借自主掌握的一个个核心技术——ISP技术、压缩算法、大规模生产管理经验、编解码设备制造技术、图像优化分析技术等，提供一套又一套精品高清系统，始终站在国内甚至全球安防行业的前列！
 

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