李仲男：建設雪亮工程需注意的問題和難點

作者介紹

李仲男，公安部第一研究所研究員，原公安部安全與警用電子產品質量檢測中心副主任、中國安全防範產品行業協會專家委員會特聘專家、全國安全防範報警系統標準化技術委員會(CSBTS/TC100)第三屆委員會委員。著有《安全防範設計評估師（基礎知識）》、《安全防範系統安裝維護員（中級）》等。

雪亮工程是繼「平安城市」、「3111試點工程」後，又一輪由政府推動的視頻監控系統建設和組網應用項目。和前兩個項目相比，雪亮工程相應的社會需求和技術環境有了很大的變化，同時人們對其要求和期望也有了很大的提高。如果說視頻監控系統是觀察社會的眼睛，現在還希望它看的全面，希望視頻監控的眼睛更加雪亮。

雪亮工程相比於平安城市和3111工程，支撐的知識體系加深了；實施的技術手段難度高了；系統的設計理念方法變了。不能再採用面向功能的傳統設計路線，需要採用面向服務的頂層設計思想。這些都對參與雪亮工程的設計單位和工程商提出了新的要求。要求在實施雪亮工程時，應注意解決以下主要問題：

系統互聯和資源整合

雪亮工程要實現系統的整合。首先新系統必須是一個開放的架構，能夠保證後續系統的擴展和新技術、新產品的接入，同時要與現行系統實現互聯、互通和互操作。在整合各種資源時，面對的主要問題是：不同的系統模式；不同的信息流型式；不同的圖像格式。

目前視頻監控系統主要有以下幾種模式：

以同軸電纜、光纜傳輸視頻信號的集總式、模擬視頻系統。早期的系統主要是這種模式，一部分平安城市建設就是這種模式。它以視頻矩陣為中心控制設備，圖像存貯主要採用數字硬碟錄像機。也有在前端以DVR為平台建立分散式模擬系統，再通過DVR將模擬圖像信號轉換為數字壓縮信號，經DVR的網口，上傳到上級控制中心。這樣的結構稱之謂：數模混合方式。

近年來，出現的光纜傳輸的HD-SDI系統也屬集總方式，傳輸的是高清視頻分量基帶信號。上述系統都是CCTV模式。

以網路為傳輸平台的數字視頻系統。系統採用網路攝像機，接入TCP/IP網路。3111試點工程主要是這種方式。圖像壓縮格式主要是H.264。也有MPEG2、4等。圖像存貯以網路錄像機為主，IPSAN和雲存貯在後期項目也開始被採用。

這些系統中傳送的信息型式有模擬、數字之分，有壓縮、基帶之分，雪亮工程要將這些系統整合起來，成為一張綜合的視頻監控網，才能實現組網應用的基本目標。

選擇整合的環節要根據不同的情況決定，若從前端開始，需要淘汰大量現有設備和資源；在終端，則系統的資源的共享性差。不能真正實現互通、互操作。要求工程商，根據具體情況，選擇適當的位置，實現各系統的互聯、互損作；做到充分利用原有的設備和資源，充分的共享新增的資源。

圖像存貯和顯示

無論雪亮工程新建的攝像機，還是需要整合的現有攝像機，都會有不同的圖像格式，以適應不同的應用目的。除標清圖像與高清圖像外，還多種超高清圖像，包括多攝像機組合方式的超高清圖像。如何顯示多種格式的圖像是系統集成要解決重要的問題。要麼分別顯示不同格式的圖像，要麼將不同格式的圖像轉換成同一格式，進行組合方式顯示。

目前，圖像顯示系統主要有三種方式：

切換上牆，主要應用於以視頻矩陣為中心控制設備的系統，通過矩陣切換，選擇部分圖像，顯示於監視器。這是傳統視頻監控系統的基本顯示方式。

視頻矩陣通過電路交換的方式，選通一路視頻信號送到視頻監視器，還可送到圖像存貯設備。因此、視頻矩陣視頻通道的帶寬是影響顯示圖像解析度的主要因素。當圖像格式為高清、VGA或HD-SDI時，視頻矩陣要進行多路並行的切換，而且通道帶寬要求也高，因此要選擇專用的高清VGA或HD-SDI矩陣，而不能採用通常的視頻矩陣。有文章曾認為：既然它們均屬CCTV方式，就可以接入一般的視頻矩陣，實現即插即用。這是不正確的。

解碼上牆，主要應用於網路視頻系統，電視顯示設備不能直接輸入數字壓縮編碼信號，必須將其解碼，還原成基帶信號，送到顯示設備。網路系統圖像選擇是利用網路的交換功能，是包切換方式。根據系統上牆的圖像路數，要配置相同解碼單元的解碼池。如果系統的圖像具有不同的壓縮編碼方式，解碼單元應具有自適應功能。解碼池的輸出方式可以是BNC、DVI或分量高清信號介面。通過解碼，可以進行圖像格式的轉換，為系統進行任意切換或組合上牆創造條件

組合上牆，主要應用於組合大屏的系統。組合顯示是指：將全部顯示資源的所有顯示屏拼接成一個大屏幕，作為一個圖像，然後利用圖像拼接器，將顯示的圖像分布到圖像域的不同區域，大屏顯示圖像的數量可調、每路圖像的大小、位置可調，並可漫遊。大屏除顯示圖像外，還可顯示計算機信號和GIS系統的地圖。

圖像信息的存貯，不同碼流的圖像存貯方式差別很大。所謂CCTV方式的系統，傳送的是基帶信號，因此、存貯設備要求首先完成圖像信息信號和壓縮編碼，就是DVR的功能；而網路視頻系統，傳輸的是壓縮的數字碼流，因此NVR、IPSAN是合適的選擇。

從存貯系統的架構看，可選擇分散式存貯架構，上述內容就可構成分散式存貯；也可構建雲存貯，是符合技術發展趨勢的方式。

高清系統的顯示和存貯

視頻監控系統的超高清系統有多種方式。主要有：

大像素攝像機，採用超過200萬像素攝像器件的攝像機，如4K攝像機。也有超過千萬像素的攝像機，這些設備與通用攝像機一樣，輸出一路圖像信號，只是圖像解析度要高於通用高清攝像機。許多大像素攝像機，由數據量太大，不能輸出連續的圖像信號。

大像素攝像機可與通用攝像機集成在一個系統中，存貯超高清圖像、顯示高清或標清圖像，當將圖像局部擴展到全屏時，超高清的價值和效果就會呈現出來。

組合圖像攝像系統，也稱複眼攝像機，用多個攝像機形成全景覆蓋，每個攝像機的圖像信號可獨立的傳送、存貯，並通過組合顯示重現全景圖像；也可組合為一路圖像信號傳送、存貯和顯示。當發現全景圖像中的可疑目標或情況時，將局部圖像放大至全屏或送到更大屏顯示；還有一種超高清系統，用一台攝像機生成全景圖像，同時用多台攝像機覆蓋全景，當全景圖像中發現異常時，自動關聯到局部圖像，進行高清顯示、得到超高清的效果。

總之，系統資源整合的難點在於解決不同制式的系統、不同格式的圖像、不同碼流的信號的變換，使之互聯、互操作和互通。

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