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高清智能监控时代下电信运营商探索与实践中国电信广州研究院2012年8月中国电信广州研究院2目录视频监控中高清和智能新技术应用情况及发展方向平安城市高清方案应用中的关键问题电信运营商在平安城市项目中策略中国电信广州研究院3网络视频监控数字视频监控模拟视频监控模拟摄像机+录像机（磁带式）模拟摄像机+DVR模拟摄像机+DVS+存储模拟摄像机+DVR(网络)网络摄像机+存储高清智能视频监控经过近十年来的蓬勃发展，已经由最初的模拟时代发展到今天的高清时代，分辨率从CIF发展到几百万像素；应用上，从最初作为安防的重要手段发展到如今移动互联网、物联网的多层次应用，视频监控已经走入了各行各业，无处不在。视频监控的发展中国电信广州研究院4高清的应用情况及产品现状目前市场上产品差距较大，能够掌握编解码芯片核心技术的厂商不多；从图像压缩算法和芯片处理能力上来说，目前的高清产品以130万和200万像素为主。200万及以下，CCD、CMOS平分秋色，200万以上主要以CMOS为主，；高清在低照度、宽动态方面的表现有待提高；传输带宽单点造价（万元/端）2.1－3.53.8－4.85.2－6.82M4M8M标清720P1080P产品技术现状应用情况要求更大的传输带宽、更多的存储空间，系统建设成本也相应提高；对智能图像分析提供了高分辨率的图像资源，提高了识别率，同时也为智能化应用创造了新的机遇；全高清系统在一类城市已经开始实施，上海、重庆、武汉等地均有案例。标清与高清产品应用情况对比中国电信广州研究院5高清的发展推动了智能化的深入应用目前应用较多的为图像智能分析技术与视频检索技术；非法逆行视频诊断事件检测对象统计识别检索•统计流量•计算人群密度•视频事件标签•智能视频检索•事件驱动监控•多路实时视频分析•车牌、人脸、颜色识别•特征检索•摘要检索•视频信号缺失检测•信号冻结检测•视频亮度异常•视频清晰度异常检测视频故障检测识别与分类人数统计中国电信广州研究院6普通监控视频多数场景只有一到两个物体出现生成的视频摘要监控视频通过时间轴平移，把多个物体同时显示，一目了然视频检索技术应用基于内容的检索与识别视频摘要技术主要用于在海量的视频中快速搜索有用的信息.随着技术的发展，该技术将得到越来越广泛的应用视频摘要对视频的结构和内容进行分析，从原视频中提取出有意义的部分，并将它以某种方式进行组合。基于时间轴压缩的视频摘要产品，提供监控视频快速浏览、检索一种新方法。视频检索技术人脸识别中国电信广州研究院7视频监控与物联网、移动互联网的融合应用在未来，视频监控与物联网的融合、视频监控与移动互联网的结合应用，将带来世大商机。视频监控物联网移动互联网智能家居移动执法手机交通店铺监控中国电信广州研究院8目录视频监控中高清和智能新技术应用情况及发展方向平安城市高清方案应用中的关键问题电信运营商在平安城市项目中策略中国电信广州研究院9不盲目追高，坚持实用为主•平安城市规模较大，在选择设备时，重点要考虑设备的稳定性和实用性；•在选择技术方案时，重点考虑技术的普遍性和先进性。•前期的平安城市项目政府投入了大量资金建设，如需进行高清改造，能够利旧的设备尽量利旧；•如原来的立杆、支架、护罩；平台、监控中心设备等。平安城市高清建设需遵守的原则保护前期投资，充分利旧避免一次性改造，分步进行选择业界主流组网方案，提升性价比。•为降低投资风险，避免一次性全部改造；•可制订计划，在两到三年内逐步进行高清改造。•在选择技术方案时，既要考虑能够承接前期的标清系统，又要考虑到后期的扩容、改造升级；•选择设备时，尽量采用主流设备，考虑其良好的兼容性和扩展性。中国电信广州研究院10平安城市标清系统存在两种组网方式：数模结合方式全数字方式标清向高清改造的不同：全数字模式只需更换前端设备、改变带宽；数模结合方式改变难度较大，从前端、传输到监控中心的显示方式均需改变。标清平安城市系统结构电视墙电视墙电视墙前端监控点派出所监控中心交换机L3交换机管理服务器存储服务器流媒体服务器磁盘阵列模拟视频矩阵电视墙监控终端硬盘录像机防雷器电信光网络光纤数据链路视频分配器数字视频矩阵分局监控中心L2交换机平台服务器群市局监控中心·实时监控、控制及查询回防；·各类报警信息的采集及联动；·预案控制策略及布防、撤防；·电子地图；·单位、社区、报警服务等监控系统接入；·大容量、多层次的应用架构；·丰富灵活的接处警接口。电视墙数字视频矩阵模拟视频矩阵电视墙数字视频矩阵机架式光端机防雷器光纤收发器视频服务器视频光端机视频监控网光纤收发器地网地网模拟视频矩阵数字视频矩阵防雷器视频光端机地网电视墙监控终端模拟视频矩阵电视墙硬盘录像机视频分配器机架式光端机监控终端监控终端数字视频矩阵电视墙电视墙纯数字模式数模结合模式数字信号模拟信号高清标清中国电信广州研究院11标清前端的改造高清摄像机应配备高清镜头前端是整个系统的“眼睛”，在进行高清改造时需注意以下事项：目前市场上720P的产品较成熟，价格也已稳定，建议首选720P产品；镜头需与摄像机配套，才能发挥摄像机的优越性能；视频监控网前端安装示意图摄像机光端机市电220v/防雷系统综合电缆电力电缆光纤L2交换机光端机防雷器接入网机房硬盘录像机DVR换成高清摄像机根据传输方式换成光纤收发器或ONU/OLT增加网口防护换成NVR或IPSAN存储前端改造示意图中国电信广州研究院12CCD、CMOS还是ExmorCMOS？前端技术选择建议在标清时代，图像传感器以CCD为主流；到了高清时代，CMOS得到广泛应用，但由于CMOS噪点多，灵敏度较差，不能更好的应用于高端监控产品。SONYExmorCMOS和日立“”弥补了CMOS的缺点，性能接近于CCD。“ExmorCMOS”为代表的新型感光器件将成为高清监控的主流对比CCDCMOSExmorCMOS类灵敏度较高较低高，不CCD相当的灵敏度成本高较低目前不CCD相当，但存在较大降价空间信噪比高噪声较大高分辨率基本只能满足200万以下要求千万像素极千万像素极低照度优劣于CCD不CMOS相比有较大提升，接近于CCD应用在模拟以及标清IP摄像机中应用最多在低端的高清摄像机应用较多在高端的高清摄像机及民用照相机、摄像机中应用广泛功耗大小小中国电信广州研究院13平安城市平台传输系统高清系统的传输可采用两方式：数字电路方式：采用光纤收发器来进行传输，这种方式较为灵活，但成本较高；PON方式：采用无源光进行传输，但要求监控点较集中，成本较低。通过测试PON可以很好的对高清视频进行传输。高清传输方式中国电信光网络前端系统前端系统前端系统前端系统ONUOLT光纤收发器ONUONU前端OLTOLT光纤收发器交换机转发服务器IPSAN存储接入网机房两种传输方式示意图中国电信广州研究院14多数城市都已经建立了平安城市平台，高清开始建设时，需同步将平台进行改造升级，同时兼容高清及标清的接入。在设计平台兼容高清接入时需考虑到如下几个问题：标清平台的升级网络认证服务器调度服务器网管服务器流媒体服务器集存储服务器业务系统接口机数据库服务器服务器管理终端业务管理服务器平台系统结构示意图存储架构：高清系统的存储比标清时大几倍，在考虑架构时需充分考虑存储压力的变化；分发机制：高清的分发占用资源较大，流媒体转发的部署会发生变化，需重新部署；客户端：客户端显示需支持4∶3和16∶9等多种方式，原有插件有可能变化。中国电信广州研究院15模拟系统、高清数字系统的分辨率、信号模式等都不相同在同一系统上显示较为复杂；（模拟、数字标清、数字高清、HD-SDI多套系统的接入、切换）模拟向高清的改造往往是分步进行，显示系统的设计需要兼顾继承性和扩展性以矩阵键盘为核心的模拟切换系统将被以数字矩阵为核心的系统慢慢替代。监控中心的关键问题监控中心在整个系统投资中所占比例较大，且最为复杂，设备种类繁多，从标清向高清过渡时，监控中心面临较多问题：中国电信广州研究院16新建高清系统的方案选择HD-SDI高清还是IPCAM高清？高清的建设目前存在HD－SDI与IPCAM两种方案。由于平安城市项目规模大，尽量采有业界主流且成熟稳定的方案。对比HD-SDIIP高清复用丌能全程独占好可根据带宽占用情况进行多级复用，骨干层收敛比可达数百倍成本高光纤、管道和光设备成本都很高中接入段光纤和管道成本较高，中继段以后成本丌高，总体中实施难度较大改造类项目实施难度丌太大；新建项目实施难度很大中实施难度中等；（在光网覆盖较好的地区，实施难度较小）前端智能功能扩充丌支持无法扩展前端智能功能好智能视频的高速发展，丌少功能都逐渐走向前端部署，网络高清将会非常容易扩展时延小传输时延一致，没有编解码时延，一级监控中心上墙时延小中除一级监控中心外其他不SDI方式几乎一致IP高清：在安防界，基于IP的高清摄像机已经有超过5年发展历程，产品已逐步稳定并在国内外有很多长期稳定运行的案例。以安讯士、ArecontVision为代表的几乎所有网络高清厂商都有成熟产品。HD-SDI高清：还处于产品小规模应用阶段，大规模应用成熟案例少。2011年其在中国安防高清市场占有率低于5%，IMS预测2014年其占有率也不超过15%。不少国际主流安防厂家还没有推出自身的成熟产品。其相关周边产品比较缺乏，包括编码器、光端机、分配器、大容量矩阵等，整体产业链不成熟，解决方案较为昂贵。中国电信广州研究院17高清应用智能分析应用在平安城市体系中，作用强大，但由于以前标清系统，图像分辨率低，误报与漏报率高，这也是智能分析技术尚未在平安城市大规模推广应用的重要原因。高清系统，使得图像的清晰度和精细度提高，智能分析程序所分析的基础数据精确度也大幅提高，智能分析结果的准确率相应提高。随着高清的普及，3D技术也逐步进入到公共安全领域，3D立体显示技术能够全方位地、直观地给人们提供有关城市的各种具有真实感的场景信息。3D图像最核心的特征就是在传统的平面视频基础上增加了深度信息，增加了监控对象的空间信息。由于双目视差的原理，监控人员可获得具有空间深度信息的实时立体图像，从而达到监控人员就像直接站在监控对象前面观看监控对象的效果。智能3D中国电信广州研究院18目录视频监控中高清和智能新技术应用情况及发展方向平安城市高清方案应用中的关键问题中国电信在平安城市项目中的策略中国电信广州研究院19中国电信建设平安城市监控点超过60万端，投资约200多亿元；平安城市的建设为中国电信带来了经济效益和社会效益，同时也为中国电信竖立了全球眼的业务品牌，确定了中国电信在行业中的地位；中国电信在平安城市建设中积累了丰富的经验，培养了一支专家队伍。中国电信积极参与平安城市项目的建设，在广东、四川、福建、浙江、江苏、上海、江西、海南等多省市助力政府完成社会治安监控系统的建设；中国电信助力平安城市建设中国电信广州研究院20广东平安城市的建设情况中国电信在广东建设平安城市监控点5万多端，投资约20亿元，每年带来业务收入超4亿元。其他运营商15%中国电信51%系统集成商34%01000020000300004000050000600002006年2007年2008年2009年2010年2011年中国电信广东公司平安城市业务增涨中国电信在广东平安城市业务中市场占有率技术方案主要采用全数字模式和数模结合方式；存储采用前端存储为主，中心存储为辅；全部采用光传输，以裸光纤点对点居多。商务模式大部分采用全租用方式，由中国电信出资建设，政府租用的方式；部分地市（深圳）采用代建方式，由政府出资，电信代建设；其他由其他集成商建设，租用电信光纤的方式。业务情况项目租期以5－6年为主；全省单点平均租金水平超过1000元；中国电信广州研究院21未来三年的发展机遇“惠眼工程”带来巨大商机2012年5月广东省下发了《广东省社会治安视频监控系统建设三年规划（2012－2014）》的通知，未来三年，省内将新建一类监控点9.6万端，二类监控点96万端，卡口2