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SDI攝像機(jī)在平安城市中的應(yīng)用

        “平安城市”建設(shè)，從最早2004年開(kāi)始的21個(gè)城市試點(diǎn)及2005年3111工程至今已近八年時(shí)間，透過(guò)大規(guī)模的省、市、縣三級(jí)開(kāi)展報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng)工程建設(shè)，目前中國(guó)“平安城市”已進(jìn)入密集及二期建置時(shí)期，預(yù)計(jì)在十二五計(jì)劃下，未來(lái)幾年仍會(huì)有近百億人民幣的市場(chǎng)規(guī)模，衍生的商機(jī)可謂龐大。

　　“平安城市”項(xiàng)目在安防領(lǐng)域有著典型的特點(diǎn)，如涉及的區(qū)域廣、站點(diǎn)數(shù)量較多;人流量大，涉及到防災(zāi)、治安等多個(gè)方面;其包括重點(diǎn)企事業(yè)單位監(jiān)控、社區(qū)監(jiān)控、網(wǎng)吧/賓館行業(yè)監(jiān)控、危險(xiǎn)/污染行業(yè)監(jiān)控、闖紅燈電子警察、城市出入卡口監(jiān)控、公共道路/治安場(chǎng)所監(jiān)控。其將整個(gè)城市的監(jiān)控作為一個(gè)整體，各個(gè)站點(diǎn)的圖像會(huì)涉及到多個(gè)系統(tǒng)、多個(gè)部門;在控制中心，涉及到交通治安、社會(huì)治安、防災(zāi)等均需要實(shí)時(shí)視頻作為第一手參考資料。

　　因此，“平安城市”項(xiàng)目對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的要求，已經(jīng)不再僅僅是要求“看到”，而是要“看清”，標(biāo)清系統(tǒng)所能提供的畫(huà)面清晰度，已經(jīng)成為系統(tǒng)升級(jí)的瓶頸，特別是智能交通的電子警察，違章車輛跟蹤和車牌識(shí)別，更是要求前端實(shí)時(shí)圖像高清化，否則智能分析將無(wú)從下手。

　　前端視頻采集

　　電子警察系統(tǒng)對(duì)前端設(shè)備要求比較高，多會(huì)選用分辨率達(dá)到100萬(wàn)像素(720P)或者200萬(wàn)像素(1080P)的攝像機(jī)。目前在高清視頻應(yīng)用中常見(jiàn)的有基于色差分量等方式的模擬高清、基于HDMI/DVI等接口傳輸?shù)臄?shù)字高清、基于以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)數(shù)字高清、以及在廣播視頻領(lǐng)域已經(jīng)成熟應(yīng)用的基于SDI接口的數(shù)字高清。綜合來(lái)看，前面兩種方式由于受到傳輸介質(zhì)以及對(duì)信道的要求，其傳輸距離僅能滿足臨近設(shè)備之間的連接和傳輸，不適合應(yīng)用于安防視頻系統(tǒng)。

　　基于以太網(wǎng)的高清視頻具備了較好的靈活性，已經(jīng)在標(biāo)清視頻應(yīng)用中綻放出光彩，但在超過(guò)百萬(wàn)像素的應(yīng)用中，由于視頻壓縮技術(shù)的限制，目前還無(wú)法將視頻碼流壓縮到更低的應(yīng)用范圍。以一個(gè)200萬(wàn)像素的實(shí)時(shí)視頻圖像為例，其視頻碼率要求的經(jīng)驗(yàn)值為6～8Mbps，甚至更高。而隨著分辨率增大帶來(lái)的問(wèn)題并不只是簡(jiǎn)單的碼流數(shù)量疊加，編碼過(guò)程中由于關(guān)鍵幀帶來(lái)的突發(fā)數(shù)據(jù)對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的沖擊更大。當(dāng)有大量前端攝像點(diǎn)同時(shí)運(yùn)行的系統(tǒng)中，要完全控制突發(fā)數(shù)據(jù)帶來(lái)的影響幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)。由于數(shù)據(jù)量的增大，單幀數(shù)據(jù)的分組數(shù)增加，出現(xiàn)丟包的可能性就會(huì)增大。另外，基于以太網(wǎng)的各廠家高清視頻設(shè)備的兼容問(wèn)題也還沒(méi)有比較完善的實(shí)際互換解決方案。

　　SDI(Serial Digital Input,串行數(shù)字接口) 是 ITU-R BT.656 以及SMPTE(電影與電視工程師協(xié)會(huì))提出的串行鏈路標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)75 歐姆同軸電纜來(lái)傳輸未壓縮的數(shù)字視頻，為高清視頻傳輸和應(yīng)用提供了另外一條道路。

　　SDI接口現(xiàn)今已經(jīng)有SMPTE 259M(SD-SDI,數(shù)據(jù)率270 Mbps)、SMPTE 292M(HD-SDI, 數(shù)據(jù)率1.485Gbps)、SMPTE 424M(3G-SDI,數(shù)據(jù)率達(dá)到2.97 Gbps)等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。采用 SDI接口的系統(tǒng)中，沒(méi)有引入壓縮以及解壓縮的過(guò)程，傳輸過(guò)程中也不需要考慮圖像時(shí)間冗余度，因此，無(wú)需進(jìn)行視頻幀的緩沖，視頻可以實(shí)時(shí)傳送。攝像機(jī)傳感器的信號(hào)能夠經(jīng)過(guò)SDI接口，無(wú)任何損失地直接到達(dá)顯示單元。

　　與網(wǎng)絡(luò)數(shù)字高清比較起來(lái)，基于SDI接口的高清視頻系統(tǒng)主要具備以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

　　· 高清圖像無(wú)延遲實(shí)時(shí)傳輸——在傳輸過(guò)程中沒(méi)有產(chǎn)生壓縮與封包化的動(dòng)作，無(wú)需編碼和解碼，使得系統(tǒng)圖像不會(huì)產(chǎn)生延遲問(wèn)題，可與模擬系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性媲美，在要求實(shí)時(shí)監(jiān)控的場(chǎng)合具有網(wǎng)絡(luò)高清系統(tǒng)無(wú)法企及的優(yōu)勢(shì);

　　· 高清圖像無(wú)損不失真——以未經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像在同軸電纜上或者光纖上傳輸，不失真。所提供的未壓縮高清圖像是智能監(jiān)控所需的最佳圖像來(lái)源。另外，SDI接口即使外延也不會(huì)帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)外延問(wèn)題，中心系統(tǒng)與前端系統(tǒng)是完全隔離的，不可能經(jīng)過(guò)SDI接口產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)入侵，安全性較網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要高。此外，由于視頻是實(shí)時(shí)傳送，不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的視頻中斷或者延遲，避免帶來(lái)錯(cuò)誤的信息;

　　· 系統(tǒng)升級(jí)方便——類似于傳統(tǒng)模擬CCTV系統(tǒng)，在允許的距離內(nèi)，更換攝像機(jī)和后端設(shè)備可以使用已有的同軸電纜、光纖線路，直接從模擬升級(jí)到FullHD的分辨率。比起轉(zhuǎn)換到IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，經(jīng)銷商/工程商不需再做額外的升級(jí)和學(xué)習(xí)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)?；赟DI傳輸系統(tǒng)，還能嵌入音頻信息，并可支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，現(xiàn)場(chǎng)使用方便。

　　電警系統(tǒng)組成

　　電子警察作為交通管理、違章抓拍、獲取證據(jù)的一種手段，近幾年已在全國(guó)各城市廣泛使用，就其整體結(jié)構(gòu)可以劃分為二個(gè)部分，一是前端抓拍取證、二是后端智能分析處理。

　　前端抓拍取證

　　電子警察外部硬件設(shè)備以其功能上可劃分成三個(gè)系統(tǒng)，它們是前端感應(yīng)系統(tǒng)、抓拍攝像系統(tǒng)、后端傳輸系統(tǒng)