HD-SDI在地鐵高清視頻監控系統中的應用

目前很多廠(chǎng)商針對HD-SDI矩陣或是HD-DVR推出新的全數字化、開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò )視頻聯(lián)網(wǎng)平臺，可以調用矩陣編碼或是HD-DVR編碼后的視頻、能夠實(shí)現地鐵各站系統間的相互集成、報警聯(lián)動(dòng)、信息集成以及控制信息的統一發(fā)布和管理，具備強大數據管理功能，可對系統數據進(jìn)行集中管理、檢索、查詢(xún)、分析和統計...

高清的需求關(guān)鍵

高清具有豐富的畫(huà)面細節，覆蓋范圍廣，圖像越清晰，細節越明顯，辨識效果才能更佳。因此在人流、車(chē)輛及物品流動(dòng)密度的公共場(chǎng)所可以得到很好的應用。并且，通過(guò)與智能視頻分析技術(shù)相結合，為智能監控提供高清晰的視頻畫(huà)面分辨率，有效提高智能預警的可靠性。因此對于地鐵監控而言，HD-SDI圖像清晰度無(wú)疑是最關(guān)鍵的技術(shù)指標，基于高清，地鐵需求主要有以下幾點(diǎn)。

1.為地鐵出入口及站臺等關(guān)鍵場(chǎng)所提供高分辨率圖像視頻信息，基于高清攝影機一般可以做到1280×960、1920×1080、2048×1536，甚至2560×1920的分辨率，HD-SDI高清則可以提供1920×1080及1280×720等寬廣角且清晰細膩的高清圖像，能夠更好的捕捉一切目標細節，實(shí)現目標清晰可辨要求。

2.為地鐵系統提供更廣的視頻覆蓋面，一臺架設于地鐵出入口的高清攝影機可以替代原有架設的2或3臺標清攝影機，甚至更多。因此，對于站臺區、票務(wù)窗口、進(jìn)出卡口、主要出入口及大廳等，只需部署少量的高清攝影機即可達到效果。

3.除了IP網(wǎng)絡(luò )攝像機，HD-SDI高清目前在720P和1080i/1080P都可以支持60幀/秒，圖像流暢度比標清高一倍?？梢灾С执笃溜@示，16：9寬屏顯示，大大增強地鐵監控上操作者的觀(guān)看體驗。

4.HD-SDI高清監控可以提供更實(shí)時(shí)、更多細節、清晰的視頻，為未來(lái)智能監控創(chuàng )造有利的條件。

HD-SDI高清前端應用方案

地鐵監控系統過(guò)去一直都是在網(wǎng)絡(luò )監控及模擬監控混合架構下運行，網(wǎng)絡(luò )監控分為高清與標清二種方式。目前地鐵系統仍以矩陣系統搭配網(wǎng)絡(luò )儲存設備DVR/NVR為主，因此在局域網(wǎng)絡(luò )帶寬及骨干帶寬普遍不足下，本地存儲與遠程視頻調閱都無(wú)法獲得良好的高清圖像效果，采用HD-SDI高清攝像機，首先可解決前端視頻質(zhì)量與順暢問(wèn)題，其次，在既有線(xiàn)路均為同軸電纜的情況下，更替HD-SDI攝像機取代原有模擬攝像機容易簡(jiǎn)單。

地鐵HD-SDI高清應用構架圖

為了有效提出HD-SDI攝像機在地鐵監控系統的應用解決方案，筆者將地鐵各監控點(diǎn)使用HD-SDI高清產(chǎn)生的實(shí)際效能做具體分析。

1.地鐵車(chē)站出入口：原系統采用部分為PTZ模擬攝像機及百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò )攝影機，模擬畫(huà)面分辨率不足，人臉特征無(wú)法辨識。PTZ攝影機無(wú)法一次涵蓋特定范圍，容易產(chǎn)生畫(huà)面死角;百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò )攝像機由于帶寬問(wèn)題導致錄像前存在延遲或失幀情況，使錄像結果不完整，損失部份細節內容。采用HD-SDI攝像機后，1080P畫(huà)面涵蓋出入口范圍大小約為模擬攝像機的2至2.5倍，且進(jìn)入存儲系統之前為實(shí)時(shí)影像，無(wú)延遲及掉幀情況。

2.地鐵停車(chē)場(chǎng)：采用模擬攝像機或PTZ攝像機，對于車(chē)輛進(jìn)出及人員進(jìn)出存在畫(huà)面不夠清晰、車(chē)牌無(wú)法辨識及車(chē)燈光線(xiàn)的阻礙監控問(wèn)題，改采用HD-SDI攝像機后，進(jìn)出人員辨識度提高，車(chē)牌模糊度降低，加上HD-SDI攝像機的寬動(dòng)態(tài)與背光補償的電路能力高，因此對于燈光影響及逆光寬動(dòng)態(tài)的解決能力遠勝于原有模擬系統化，當然在停車(chē)場(chǎng)與DVR主控距離上可能存在問(wèn)題，但在傳輸介質(zhì)與轉換器的搭配下，HD-SDI攝像機可以克服傳輸距離問(wèn)題。

3.站臺：動(dòng)態(tài)分析在此處是重要議題，為了掌握地鐵站臺層的人潮動(dòng)態(tài)及站臺邊緣人群活動(dòng)，同時(shí)還需掌握列車(chē)進(jìn)出站的狀態(tài)，及屏蔽門(mén)的運作正常與否，因此站臺層的攝像機布建密度及功能最多最強。過(guò)去模擬高速球正常狀態(tài)下沒(méi)有辦法立即補捉細微動(dòng)作及清晰畫(huà)質(zhì)，因此給了HD-SDI在站臺層應用的契機。此處采用HD-SDI攝像機不但可以降低攝像機布放的密度，更可以實(shí)現HD-SDI高速球巡查站臺。至于百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò )攝像機所能提供的智能分析等功能，HD-SDI攝像機ISP芯片也可在固定或高速球機上提供完整的方案實(shí)現應用。

4.售票機及票務(wù)卡口：原有地鐵此部分均實(shí)行多組固定攝像機方式，對于售票區的監控甚至只采用一個(gè)高速球來(lái)因應，因此發(fā)生票務(wù)爭紛時(shí)無(wú)法做好查證工作，同時(shí)對于卡口的人流也無(wú)法清晰的記錄進(jìn)出過(guò)程，對于取證存在錄像結果誤差產(chǎn)生糾紛。若在此二處也改采用HD-SDI攝像機，由于其不壓縮無(wú)延時(shí)的特性，可以將售票取票付鈔過(guò)程清晰記錄，票務(wù)卡口進(jìn)出的人群圖像清楚的記錄存查。從上述地鐵四大關(guān)鍵地點(diǎn)HD-SDI攝像機的采用解決方案來(lái)看，對于地鐵前端高清采集，網(wǎng)絡(luò )百萬(wàn)象素攝像機并非唯一選項，需要評估解決方案如何布建及選型。當談，HD-SDI地鐵高清解決方案不只是前端問(wèn)題，還需考慮傳輸、存儲與管理解決方案內容及方法。

HD-SDI系統傳輸解決方案

地鐵傳輸系統主要采用局域網(wǎng)或同軸線(xiàn)纜轉換構成，為了實(shí)現地鐵系統中本地信息的處理和存儲要求，遠程傳輸系統是地鐵監控集中監控管理系統的關(guān)鍵，負責各種信號和指令的上傳下達，實(shí)現系統的集中管理、多級聯(lián)網(wǎng)、信息共享、互聯(lián)互通互控。遠程集中監控管理系統，地鐵現行是以局域網(wǎng)為基礎、通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)完成數據傳輸，將前端HD-SDI音視頻數字信號進(jìn)入DVR/NVR存儲端后，將音視頻信號轉換后進(jìn)行壓縮編碼傳送到OCC集中監控中心控制端，同時(shí)將各級車(chē)站的副監控中心控制端，發(fā)出控制信號傳回監控前端以完成雙向視頻控制需求。

視頻信號從前端到存儲DVR或NVR，再往地鐵OCC傳送網(wǎng)絡(luò )傳輸受到網(wǎng)絡(luò )帶寬的約束。以目前高清720P規格計算碼流約是D1的2倍帶寬達到4M左右，采取1080P計算碼流所用帶寬約為10M。以100M以太網(wǎng)為例，在確保流暢的前提下，實(shí)際上同時(shí)能承載5路左右的高清圖像，如果同一視頻源有多個(gè)使用者訪(fǎng)問(wèn)，占用的帶寬會(huì )更大。換成千兆以太網(wǎng)可以承擔幾十路、對于小規模高清監控系統可以有效解決，對于大工程而言由于光纖通信技術(shù)的飛速發(fā)展，使得光纖傳輸監控系統的造價(jià)大幅降低，所以光纖和光端機在地鐵監控系統中的應用將越來(lái)越普及。