视频监控系统

点击次数：　添加日期：2016-10-28

视频监控系统

1、学校系统架构

学校系统主要包括前端点位和视频存储，其中前端点位采用高清网络摄像机，视频存储采用高性能NVR，通过学校内部的视频专网或局域网进行连接和管理。

2、前端点位设计

前端摄像机应根据不同应用场景的不同监控需求，选择不同类型或者不同组合的摄像机，可以选择固定枪机与球机搭配使用、交叉互动原则，以保证监控空间内的无盲区、全覆盖，同时根据实际需要配置前端基础配套设备如防雷器、设备箱等以及视频传输设备和线缆。

针对具体监控点位的实际情况，摄像机、补光灯（选配）安装于监控立杆上，网络传输设备、光纤收发器、防雷器、电源等部署于室外机箱。

3、前端点位部署建议

学校安全技术防范应以保障学生和教职员工的人身安全为重点。为了进一步加强对学校的安全防护，将学校的区域分为出入口、周界、通道和道路、大型活动区域、重点部位和安保部门共六个区域。具体分类如下：

3.1、出入口

学校大门出入口人员状况复杂，学校大门基本临街建设，很容易出现交通事故，此外还有部分社会不良青年不时聚集在学校门口寻衅闹事。因此需要对出入口附近范围内的人员、车辆活动情况进行监控，当出现纠纷事件以及发生事故时，可远程控制摄像机对局部区域进行重点监控，通过监控，可在白天及夜晚看清人员轮廓及车牌信息，事后通过视频录像进行取证。行政教学楼、宿舍楼、储藏室的出入口也是监控的重点区域，需要在每个出入口安装摄像机，全天候24小时监控进出人员情况，为事后追溯提供依据。

3.2、周界

学校周界与学生宿舍区周界作为在校师生人身及财产安全的重要防护区域，应设置视频监控装置。当学校或学生宿舍区周界发生入侵事件时，视频监控系统需要将入侵事件清晰记录并存储，为事后调查提供视频依据。

由于学校及学生宿舍楼区周界范围环境广，需要根据实际距离及面积安装高清/云台控制/红外/防水/壁装的摄像机进行实时及录像监控，保证夜间环境监控效果，保障公共及个人财产的安全。

3.3、通道和道路

学校内的通道和道路作为在校师生及校外人员的必经之路，需要部署相应的视频监控设备，并对通道和道路上的行人及往来车辆进行监控，且所部署的视频监控系统应能清楚辨别出行人的体貌特征以及过往车辆的车牌号码。同时，教学行政区域、学生宿舍区的走廊和通道也应配备相应的视频监控系统，要求监控系统能够辨别进出走廊、通道人员的样貌特征。上述视频监控系统对通道和道路须实现视频图像的实时监视及回放。

3.4、活动区域

体育馆、操场等室外人员集中活动区域往往是学校开展各类活动的常用地点，具有区域范围广，人员密度高等特点，应设置视频监控装置，监视及回放图像应能清晰显示监视区域内人员活动情况。前端设备要求可实时控制监控位置，并可根据预设的时间段进行自动位置调整监视。

3.5、校内主要大楼

教学楼、宿舍楼是学生活动较多的场所，需对其走廊部署视频监控设备，用于实现对该区域的监控；食堂操作间、配餐间、留样间是学生饮食安全的关键区域，需要部署视频监控设备。

3.6、重点部位

易燃易爆等危险品储存室、财务室、实验室等敏感场所是学校监控的重点区域，为了防止该区域所存放贵重物品被盗、丢失等重大事件的发生，必须要加强对此类区域的监控管理力度。通过在上述敏感场所部署视频监控等设备，用于实现对该区域的内部监控，监控系统须能够清晰辨别出内部人员的日常活动情况，同时，在此基础上增加入侵报警装置，防止内部人员监守自盗以及外来人员入室盗窃事件的发生，保障学校公共财产的安全。

由于重点部位安全要求级别高，如学校有需求，可增加电子巡查装置及其他技术防范措施，进一步增加重点部位的安全性。

3.7、安保部门

学校安保部门担负着维护学校政治稳定以及校园治安秩序管理的重任，通过在门卫室、学生宿舍值班室等处部署视频监控系统，并在此基础上增加“一键式”报警装置，并与属地接警中心联网，可以有效预防控制和减少校园违法犯罪活动及安全事故的发生，维护学校正常的教学、科研工作和生活秩序，保护学校公共财产和师生的人生财产安全。

3.8、前端配套设施

支架及立杆

监控点根据现场实际情况，可采用立杆安装、抱箍安装、壁挂安装以及吊杆安装等方式。其中抱箍、壁挂支架以及吊杆支架有成套产品，根据现场选择符合要求的产品即可。

室内摄像机的安装固定，根据摄像机型号和现场情况可采用壁装、吊装及角装等多种形式的安装支架，安装高度不低于2.5m。

安装在室外的摄像机，当可借助建筑物附着安装时，选用相应的安装支架来安装；若无合适的建筑物供附着安装，则需要选用视频监控专用立杆，安装高度应不低于3.5m。

室外机箱

室外摄像机的供电、信号等需要在室外进行汇集，需用专用的防水箱进行端接。端接箱内部安装架的设计充分考虑设备的安装位置，同时具有防雨、防尘、防高温、防盗等功能。不便于在立杆上部安装设备箱的，在地面设置设备机柜，其设计按照相关的规范标准执行，同时应具有防尘、防雨、防破坏等功能。

补光设备

在摄像监控中，为了使夜间得到正常的监控图像，可选择采用一定的补光措施。补光灯的光源通常有LED、金卤灯、高压钠、白炽灯、氙气灯（HID）等。

前端供电

系统设备建议采用集中供电，电源质量建议满足下列要求：

稳态电压偏移不大于±2%；

稳态频率偏移不大于±0.2Hz；

电压波形畸变率不大于5%。

线缆

前端网络摄像机采用网线的方式接入，对于近距离传输(100米以内)，直接通过网线连接到接入交换机；对于远距离传输，通过网线先接入光纤收发器。当使用防雷设备时，需要先接入防雷设备，再接入传输或交换设备。

3.9、前端功能亮点

超低照度

摄像机采用业界高端传感器和DSP，具备很高的感光度，在光照条件极差的条件下也可获得色彩还原度较高的画面。

强光抑制

在夜间监控车辆道路、出入口等情况下，往往因为车光线太强严重影响视频图像质量，产品中广泛采用强光抑制技术来解决此种困扰，有效抑制强光点直接照射造成的视频图像模糊，能自动分辨强光点，并对强光点附近区域进行补偿以获得更清晰的图像。

高清透雾

雾霾天气下，空气中的液滴和固体小颗粒使户外监控的质量降低，图像显得色彩黯淡、对比度低，一些重要目标的细节难以观察，视频监控的实用性受到很大影响。产品中网络高清摄像机和球机大多具备高清透雾功能，基于大气透射模型，区分图像不同区域景深与雾浓度进行滤波处理，同时融合图像增强技术与图像复原技术，获得准确、自然的透雾图像。

红外增强

针对夜间或光线不好的场景下图像质量差的问题，推出红外摄像机和红外球机，采用阵列红外灯使红外距离最远可达150米，并结合3D降噪技术可以获得清晰的夜间图像。

3D数字降噪

3D数字降噪功能能够降低弱信号图像的噪波干扰。由于图像噪波的出现是随机的，因此每一帧图像出现的噪波是不相同的。3D数字降噪通过对比相邻的几帧图像，将不重叠的信息（即噪波）自动滤出，从而显示出比较纯净细腻的画面。产品中广泛采用3D时空域联合降噪处理，结合准确的噪声强度估计算法，在光照理想、噪声较低时图像清晰细节没有损伤，光照不足时噪声明显抑制，图像细节大量保留，有效提升视频监控图像质量。

新一代宽动态

监控环境中常会遇到光线明暗反差过大的场景，利用宽动态技术，场景中特别亮的部位和特别暗的部位同时都能看得特别清楚。普通摄像机获取的是背景清晰但是前景较暗的图像，宽动态摄像机能获取前景和背景都清晰的图像。采用业界高端传感器并结合自主研发算法，新一代WDR基于动态范围达120db的多重曝光Sensor，采用局部亮度映射与图像增强相结合的处理算法，在逆光环境下能够清晰地保留暗处细节并抑制亮处过曝，大幅提升宽动态场景的图像质量。

4、前端SMART功能

SMART IPC系列产品，包括网络高清枪机、网络高清筒机和网络高清半球，在传统IPC的基础上，又在智能编码、智能侦测、智能控制上取得了很大的突破，通过先进的编码技术、图像感知与处理技术等在保障甚至提高监控图像质量的前提下，大幅度降低视频码流，使得在有限的网络带宽的条件下传输高质量的视频图像数据，并且通过丰富多样的功通满足不同环境的监控要求，提升视频监控系统的智能化水平。

4.1、智能编码

低码率

同等图像质量下，720p码率只需1~2M，1080p码率只需3~4M；

码率最多降低3/4，存储空间最多减少3/4，带宽占用最多减少3/4。

4.2、ROI（感兴趣区域编码）

ROI可将码流资源按需分配，将有限的资源集中在一块或多块感兴趣区域，提升感兴趣区域（如车牌、人脸）图像质量；

在保证关键区域图像质量的前提下，码率至少可降低1/2。

4.3、SVC（可伸缩视频编码技术）

SVC使得网络摄像机编码后的视频流具有伸缩能力，配合后端支持SVC的CVR，可实现对任意时间段录像抽帧压缩，压缩后可将录像时间延长3倍；

720pIPC低码率+ROI综合运用可节省3/4的存储空间，一块2T硬盘，可存储4路720pIPC录像47天。

4.4、多码流

图1. 多码流示意图

支持多路独立编码码流，双路实时高清码流；

每路码流可分别设置不同分辨率、帧率、编码格式(H.264/MJPEG/MPEG4)；

总带宽提升至80M，可满足20路同时在线预览。

低延时

高效编码算法，所有网络摄像机产品延时均在200ms以内；

最短延时模式下，平均延时720p/2M可达140ms，1080p/4M可达160ms。

4.5、智能侦测

行为侦测

图2. 行为侦测示意图

智能行为侦测功能支持对跨界入侵的行为进行自动检测，并可对进入区域和离开区域的行为分别布防；也可对区域入侵的行为进行自动检测，并可对入侵区域的物体的占比进行自动识别，减少误报率；

摄像机侦测到以上行为后可联动报警及录像等功能。

人脸侦测

图3. 人脸侦测示意图

智能行为侦测功能支持对跨界入侵的行为进行自动检测，并可对进入区域和离开区域的行为分别布防；也可对区域入侵的行为进行自动检测，并可对入侵区域的物体的占比进行自动识别，减少误报率；

摄像机侦测到以上行为后可联动报警及录像等功能。

音频侦测

音频侦测示意图

摄像机音频侦测功能可对声音的强度进行检测，当检测到无音源输入或某一时刻音频强度超过声音强度阈值时，可实现自动预警。同时具备环境噪音过滤功能，可通过软件算法处理的方式缓解背景噪声对音质带来的影响。

场景侦测

图4. 场景侦测示意图

视频质量诊断技术可对场景变更、图像虚焦问题进行自动分析检测，并联动报警；

场景模式可对各种场景下的参数进行预设，方便客户选择；

支持日夜两套参数配置，可实现自动切换。

智能控制

智能Smart IR

图5. 智能smart IR示意图

新一代Smart IR技术可自动检测画面亮度，通过内部算法自适应调节红外灯亮度以及画面亮度，从而达到抑制近处物体过曝同时保证背景区域亮度的效果。

ABF自动背焦调节

图6. ABF示意图

部分枪机具有ABF(自动后焦调节)功能，通过摄像机上的ABF按钮或者客户端/IE上的辅助聚焦等按钮可自动或手动实现图像传感器的细微调整，从而达到微调焦距的作用，方便了安装调试。

AF自动对焦

图7. AF示意图

普通电动镜头受减速齿轮控制，聚集速度慢，且不能实现实时全自动聚焦，只支持一键辅助聚焦；齿轮不具备自锁功能，所以不抗震；

电动镜头支持变倍后自动对焦功能（AF），无需手动聚清，且聚焦速度快，同时具有自锁功能，抗震效果好。

5、视频存储设计

各学校级视频监控系统也可以根据系统的规模大小设置分控中心，分控中心的设置是可选择项，主要根据业务管理需要进行设置，如在各宿舍楼内设置分控中心也可以多个宿舍楼设置一个分控中心主要对宿舍区出入口进行人员出入监控；校园公共区域及大门出入口设置门卫分控中心，主要对大门外、大门出入口、公共区域进行监控。对于办公楼、图书馆、食堂以及其他区域可以根据现场情况直接接入以上任意的分控中心，也可以只建设一个总控制室，对前端所有监控点进行控制管理，总控制室也可以设置在保卫处值班室。在分控中心或总控中心配置网络硬盘录像机进行实施录像存储，网络硬盘录像机的视频输入接口要满足辖区内所有摄像机的接入。

视频存储系统采用NVR的存储模式，通过N+1备份方式，实现对视频的存储，提高了系统的可靠性。其中NVR为自主研发，它融合了多项专利技术，采用了多项IT高新技术，如视音频编解码技术、嵌入式系统技术、存储技术、网络技术和智能技术等。 

5.1、NVR存储设计

存储结构设计

本存储系统采用NVR模式，其中IPC先接入NVR，再通过NVR接入平台。IPC与NVR之间实现了直接对接，而直接对接模式一般采用底层协议而非SDK方式，更有利于提高接入效率。NVR直接获取IPC的音视频直接存在本机上，实现视频直存。

视频存储系统结构设计及视频流向如下图所示：

图8. 存储子系统结构图

存储设计原则

对于NVR台数和硬盘数量的设计，需要结合实际情况综合考虑，其中主要可参考“短板优先”的设计原则。

“短板优先”是指在具体项目需求中，在部署NVR数量尽量少的前提下，首先分析接入路数（接入带宽）和存储容量哪个是主要限制项。

假设接入路数为“短板”，以接入路数来优先计算，假设接入带宽为短板，应以最大带宽所能容纳的最大接入路数来计算；对于存储需求很大，接入路数要求不高的情况，可先计算总的存储容量，再计算每台NVR最大存储容量，以此计算出需要的NVR台数。

存储热备设计

“N+1”热备功能是指系统中多台NVR可组成工作集群，通过设置备份主机的方式，保证系统中任意一台NVR网络中断、工作异常的时候，录像数据可靠、完整。

设置一台NVR为热备主机，其他NVR为工作主机。当任意一台工作主机网络中断或工作异常时，热备主机自动接管工作主机的网络视频，开启录像任务；当工作主机恢复正常后，热备主机放弃接管，并将异常期间的录像数据自动回传到工作主机中，保证录像完整、可靠。目前在N+1的配置中，1台备机支持32台工作主机。

存储空间计算

在计算存储空间时需先计算出所有路数存储一定的时间所需的存储总空间，用总路数乘以每路码流大小，再乘以总的存储时间即可算出总的存储空间，在计算过程中保持单位的一致性。下表为分别按照1路每天存储24小时、摄像机按照D1、720P、1080P的分辨率存储不同天数所需的存储空间表，如下表：

5.2、NVR存储功能

网络视频接入

多元化接入：可接入私有协议或ONVIF 协议接入网络摄像机、网络快球和网络视频服务器。

第三方接入：可通过ONVIF、PSIA 标准协议、部分厂家私有协议和自定义RTSP 取流协议等方式接入第三方网络摄像机和网络快球。

接入能力：不同的型号支持不同的接入带宽，目前产品的可接入带宽分别为40/80/160Mbps。

支持人脸检测、区域入侵、越界侦测、虚焦侦测、场景侦测、音频侦测等智能分析功能接入；

本地监控管理

本地显示输出：设备支持HDMI、VGA、CVBS同时输出，各输出口支持预览不同通道的图像；HDMI与VGA支持1920×1080p高清输出，通过主/辅输出口切换可实现双操作，分别进行预览或回放。

多画面显示：设备支持单画面、四画面、六画面、八画面、九画面和十六画面多种预览分割方式，各画面预览通道顺序可调。设备支持分组切换、手动切换或自动轮巡预览，自动轮巡周期可设置。

隐私遮蔽：设备支持预览屏蔽和隐私遮盖两种隐私处理方式，预览屏蔽方式仅对预览画面作屏蔽处理，录像仍正常显示整个场景；隐私遮盖方式对预览和录像都进行遮盖。

云台控制：设备支持云台控制功能，云台控制时支持鼠标点击放大、鼠标拖动跟踪等功能。

本地管理：设备支持鼠标、遥控器和键盘进行本地操作和管理。

硬盘管理

录像空间：设备支持多个SATA接口，每个SATA硬盘最大支持4TB，提供大容量的本地存储空间，同时根据不同型号支持1到几个不等的eSATA接口进行扩容。

存储模式：设备支持硬盘配额管理和硬盘盘组管理两种模式，硬盘配额可针对不同通道分配不同的录像保存容量，按需分配；硬盘盘组可针对不同通道设置不同的录像保存周期，保证足够的存储周期。

硬盘保护：设备支持磁盘预分配技术和硬盘休眠技术，保证硬盘空间的高利用率，延迟硬盘使用寿命并降低功耗。

录像保护：设备支持硬盘属性（冗余、只读和可读写）设置，设置“只读盘”可保护整个硬盘的重要文件不被覆盖；录像锁定技术可保护硬盘中单个重要文件不被覆盖。同时，设备还支持硬盘SMART预警技术，实时监控硬盘状态，在硬盘彻底损坏前提醒用户对坏盘中的录像文件进行备份。

用户管理

权限管理：设备支持管理员、操作员和普通用户三级权限管理，管理员具备所有权限。

权限分配：操作员和普通用户默认权限不同，操作员默认具有所有通道相关的权限和语音对讲权限，而普通用户默认对通道仅具备本地和远程回放权限。仅管理员用户支持默认参数恢复，确保设备的安全性。

网络功能

网络应用：设备支持双千兆网卡，支持网络容错、负载均衡和多址设定三种工作模式，两张网卡可配置不同网段IP地址，实现双网隔离，节约专网IP地址。

网络检测：设备支持网络流量监控、网络抓包和网络资源统计能等功能，实时监控当前网络输入和输出的使用情况。

网络协议：设备除支持TCP/IP协议簇，实现远程访问外，还支持IPv6、UPnP（即插即用）、SNMP（简单网络管理）、HTTPS（HTTP安全版）、NTP（网络校时）、SADP（自动搜索IP地址）、SMTP（邮件服务）、NFS（NAS网盘）、iSCSI（IP SAN网盘）、PPPoE（拨号上网）等多种协议。

录像/抓图和回放

编码参数配置：设备支持前端网络设备的管理，可配置相机分辨率、码率、帧率等编码参数，且支持主码流（定时）和主码流（事件）两套编码参数参数录像。

录像/抓图类型：设备支持手动录像/抓图、定时录像/抓图、移动侦测录像/抓图、报警录像/抓图、动测和报警录像/抓图、动测或报警录像/抓图、假日录像/抓图等多种录像/抓图方式，每天可设定8个录像时间段，不同时间段的录像触发模式可独立设置，抓图时间间隔可选。

录像搜索：设备支持按通道号、录像类型、文件类型、起止时间、标签等条件进行录像资料的检索；支持按照人脸检测、区域入侵、越界侦测、虚焦侦测、场景侦测、音频侦测等智能侦测类型进行录像检索；支持智能码流存储和智能事件后检索，用户可自定义区域入侵、穿越警戒面等智能规则进行录像的后检索。

录像/图片回放：设备支持快速回放、常规回放、事件回放、标签回放、日志回放、图片回放等多种回放方式；支持智能浓缩播放，有事件发生的关键视频以1X速度播放；没有事件发生的视频则快速播放回放时可进行快放、慢放、倒放、单帧播放、前跳30s、后跳30s、上一文件、下一文件、电子放大等操作。

同步回放：设备支持同步回放，最多支持16路720p同步回放。

录像/图片备份：设备支持本地录像/图片备份，可通过USB接口外接U盘、移动硬盘和USB刻录机等进行备份，也可通过eSATA接口外接硬盘进行备份。

远程视频监控

远程预览：设备支持IE或4200客户端远程登录设备进行预览，最大支持128路网络视频同时访问。

双码流：设备支持远程主码流和子码流双码流访问，在网络带宽不足的情况下，可用主码流存储高清录像，子码流实时预览监控。

远程回放：设备支持远程搜索、回放、下载、锁定及解锁录像文件。

远程操作：设备支持远程获取和配置参数、配置录像/抓图计划、远程PTZ控制、远程JPEG抓图；支持远程格式化硬盘、升级程序、重启、关机等系统维护操作；支持获取设备运行状态、系统日志及报警状态等信息。

语音对讲：设备支持语音对讲功能，可实现客户端与设备之间的语音通信。

NVR存储亮点

是国内领先的嵌入式硬盘录像机设备生产厂家，针对安防市场的沉淀和理解，推出了多项符合视频流转发和存储的技术，利用专业性产品和配套系统，提供了高稳定性、高安全性、高可靠性的转发存储系统，在系统灵活性、兼容性、安全性、稳定性、可靠性、冗余性以及设备磁盘利用率、功耗、重量、体积和性价比上，都有非常大的优势。

可靠性高

设备采用嵌入式操作系统，不会因病毒等原因导致无法使用或者异常关机重启，确保系统高可靠性。

嵌入式NVR专用软硬件的特性，决定了其针对应用环境的“量身打造”，环境适应能力更强，更切合于监控行业当前的实际情况（介于民用与工业之间）。

嵌入式NVR采用分布式存储方案，采用就近存储、快速存储、分散存储的策略，保证数据尽可能早的存储，有效规避网络异常等问题，把单点故障的风险降到最低。

该设备支持主辅双操作系统，主系统异常后辅系统立即顶上，保证设备稳定运行。同步降低功耗的同时，提高了运行寿命和稳定性，也增加了环境的适应性。

具备N+1热备功能，通过设置备份主机的方式，保证系统中任意一台NVR网络中断、工作异常的时候，录像数据可靠、完整。

具备ANR断网补录功能，ANR(Automatic Network Replenishment Technology)即自动网络补偿技术，在NVR与网络摄像机之间的网络出现异常的时候，自动启用前端SD卡缓存，将录像保存在网络摄像机SD卡中，网络恢复正常后自动将前端数据同步到NVR中。

性价比高

嵌入式NVR采用分布式存储的模式，图像资源都分布存储在前端，汇聚网络投资成本低，同时数据可靠性得到有效保证。

嵌入式NVR多读少些的特性，监控级硬盘即可满足存储需求，同时其硬盘利用率上可以高达98%以上，大大降低存储成本。

嵌入式NVR低功耗的特点，可大大节省UPS投资成本和运营维护成本。

灵活性高

新一代NVR产品灵活性高，在智能搜索、浓缩播放等智能化功能的基础上可根据不同情况进行灵活运用。

兼容性高

作为专业视频转发存储设备，嵌入式NVR能够兼容大多数网络高清摄像机的接入。

利用率高

嵌入式NVR采用磁盘空间预分配技术、整个系统仅损耗格式化空间，硬盘空间利用率在98%以上。

数据安全性高

通过磁盘预分配技术、文件保护技术、硬盘SMART预警技术和硬盘休眠技术等多种安全技术手段，确保存储数据高安全性。

该设备还支持硬盘分组管理、通道配额设置、冗余录像、重要录像文件保护等机制，在提高数据安全性的同时，可针对实际应用提供更加灵活的配置和管理机制。

适应性高

NVR存储部署方式较为灵活，即可采用分布式存储，又可进行集中存储部署，可以适应不同场景的应用需求。

能耗低

设备采用Ti嵌入式专用视频处理芯片，打造专业的嵌入式NVR，设备运行功耗低；同时，配合硬盘休眠技术，有效降低设备整机功耗。