高速公路監(jiān)控系統(tǒng)全面數(shù)字高清解決方案

　　一、何謂高清

　　高清其實就是指視頻監(jiān)控圖像的清晰度更高。對于視頻監(jiān)控而言，圖像清晰度是最關(guān)鍵的特性。圖像越清晰，細(xì)節(jié)越明顯，視覺效果就越好，智能分析等應(yīng)用業(yè)務(wù)的準(zhǔn)確度也越高。所以，圖像清晰度是視頻監(jiān)控永恒的追求。

　　筆者認(rèn)為，高清是一個標(biāo)準(zhǔn)，而不是一種概念。標(biāo)準(zhǔn)不僅僅意味著它是一個像素數(shù)據(jù)或者是一個圖像的畫面比例，它應(yīng)該是一個整體的解決方案，它要求從前端攝像到中端傳輸?shù)胶蠖孙@示都需要遵循著同樣的標(biāo)準(zhǔn)。

　　衡量圖像清晰度的標(biāo)準(zhǔn)主要是分辨率，單位是像素。這個值越大，圖像則越清晰。高清與標(biāo)清的差異也就體現(xiàn)在這里。兩者之間的分界線就是百萬像素或720p，達(dá)到百萬像素或720p及以上的就是高清。當(dāng)前業(yè)內(nèi)主要的高清標(biāo)準(zhǔn)有720P、1080P、1080i三種格式。

　　1.720P格式，是指在逐行掃描下達(dá)到1280×720的分辨率的標(biāo)準(zhǔn)視頻顯示格式。其理論值為750條垂直掃描線，實際有720條可見垂直掃描線，屏幕比例為16∶9，頻率為60Hz，行頻為45KHz。

　　2.1080P格式，是指在逐行掃描下達(dá)到1920×1080的分辨率的標(biāo)準(zhǔn)視頻顯示格式。其理論值為1125條垂直掃描線，實際有1080條可見垂直掃描線，屏幕比例為16∶9。

　　3.1080i格式，是指在隔行掃描下達(dá)到1920×1080的分辨率的標(biāo)準(zhǔn)視頻顯示格式。其理論值為1125條垂直掃描線，實際有1080條可見垂直掃描線，屏幕比例為16∶9，頻率為60Hz，行頻為33.75KHz。

　　二、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)高清解決方案

　　當(dāng)前，在大多數(shù)高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，圖像清晰度只有4CIF，這樣的清晰度很難看清過往車輛車牌號碼及局部特征。尤其對于大型橋梁、長大隧道、大型互通式立交橋、收費站、治超站、服務(wù)區(qū)、事故多發(fā)地等重點監(jiān)控目標(biāo)而言，其清晰度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到高速公路交警或高速公路管理處的應(yīng)用要求，同時由于圖像存儲需要更高的視頻分辨率，錄像回放也更加重視細(xì)節(jié)的再現(xiàn)，因此，急需引入先進的數(shù)字高清視頻監(jiān)控高清解決方案。針對目前高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與存在的需求，深圳諾龍推出了一套基于數(shù)字高清在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的解決方案——UTN綜合業(yè)務(wù)光傳輸網(wǎng)。

　　UTN綜合業(yè)務(wù)光傳輸網(wǎng)是深圳諾龍針對數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、高清化、集成化、標(biāo)準(zhǔn)化的視頻監(jiān)控發(fā)展趨勢，通過深度挖掘市場需求及現(xiàn)有產(chǎn)品、技術(shù)的特點研發(fā)和生產(chǎn)的新一代綜合業(yè)務(wù)光傳輸平臺。UTN高清解決方案包括數(shù)字高清視頻源采集編碼、傳輸及交換、存儲、顯示及管理控制等部分組成。

　　1.數(shù)字高清視頻采集編碼

　　高清視頻效果的保證首先來源于高清信息的采集，如果沒有前端高清視頻采集，就沒有后端的高清效果。

　　UTN的遠(yuǎn)端業(yè)務(wù)接入設(shè)備ONU主要完成各監(jiān)控點視頻信號、音頻、報警開關(guān)量、各種低速數(shù)據(jù)、VOIP及標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號等接入;遠(yuǎn)端業(yè)務(wù)接入設(shè)備在接入視頻信號的同時進行數(shù)字化編碼處理，可支持H.264等標(biāo)準(zhǔn)壓縮格式。每臺ONU400支持4路標(biāo)準(zhǔn)視頻信號接入，每個端口可預(yù)置10-40Mbps網(wǎng)絡(luò)帶寬，完全能滿足數(shù)字高清視頻的接入;ONU采用環(huán)網(wǎng)接入時最大支持24個節(jié)點，支持環(huán)網(wǎng)自愈功能，其業(yè)務(wù)倒換時間小于30ms;各個ONU400支持ONU100星型擴展。

　　2.數(shù)字高清傳輸及交換

　　高清意味著高帶寬。而高清監(jiān)控在傳輸這一環(huán)節(jié)往往受到帶寬的影響。目前，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸技術(shù)主要有視頻基帶傳輸、光纖傳輸、網(wǎng)絡(luò)傳輸、微波傳輸和雙絞線平衡傳輸五種傳輸方式。其中，視頻基帶傳輸距離非常短;微波傳輸則受環(huán)境影響比較大;雙絞線只適合1KM以內(nèi)的監(jiān)控傳輸，且只能傳輸一路圖像;光纖傳輸則比較適合長距離傳輸;網(wǎng)絡(luò)傳輸易受網(wǎng)絡(luò)帶寬的影響。

　　面對高清應(yīng)用的超大數(shù)據(jù)量帶寬以及實時性的要求，目前只有兩種傳輸方式在高清傳輸中得到認(rèn)可，一種是采用光纖專線傳輸。采用光纖傳輸是解決長距離視頻監(jiān)控高速傳輸系統(tǒng)的最佳解決方式，通過把視頻及控制信號轉(zhuǎn)換為光信號在光纖中傳輸。光纖傳輸具有衰減小、頻帶寬、不受電磁波干擾、重量輕、保密性好等一系列優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于國家及省市級的主干通信網(wǎng)絡(luò)。而在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，光纖傳輸也已成為長距離音視頻及控制信號傳輸?shù)氖走x方式。第二種是網(wǎng)絡(luò)傳輸。隨著目前網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的迅猛發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)也逐漸朝1000M甚至10000M方向發(fā)展。因此UTN采用光纖+通信網(wǎng)絡(luò)兩種混合傳輸模式系統(tǒng)可解決高清監(jiān)控的高帶寬問題。

　　UTN針對高速公路監(jiān)控點具體分布的情況，在前端各監(jiān)控點配置ONU400，各ONU400組成光纖環(huán)網(wǎng)傳輸方式傳輸?shù)奖O(jiān)控中心OLT設(shè)備。其1.25G的業(yè)務(wù)接入卡可支持最多96路視頻輸入，單機框則可達(dá)到192路視頻的接入能力交換。與上級監(jiān)控通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)擴展級聯(lián)則通過千兆電口進行聯(lián)網(wǎng)。

　　UTN引入先進的TDM控制機制，將ONU采集到的數(shù)據(jù)，各自在自身的獨立通道內(nèi)傳輸，各ONU之間不存在資源競爭問題，從而徹底解決了網(wǎng)絡(luò)阻塞的問題，保證各業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量。同時采用單纖雙環(huán)設(shè)計，擁有專用的高速以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通道和低數(shù)數(shù)據(jù)通道，高低速數(shù)據(jù)在各自的通道中傳輸，低速數(shù)據(jù)不需要進行IP打包分發(fā)，極大地提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶崟r性及安全性。與外網(wǎng)的通訊通過交換控制卡進行，可有效隔離廣播風(fēng)暴。