“平安城市”建設(shè)，從最早2004年開始的21個(gè)城市試點(diǎn)及2005年3111工程至今已近八年時(shí)間，透過大規(guī)模的省、市、縣三級開展報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng)工程建設(shè)，目前中國“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，未來幾年仍會(huì)有近百億人民幣的市場規(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)所能提供的畫面清晰度，已經(jīng)成為系統(tǒng)升級的瓶頸，特別是智能交通的電子警察，違章車輛跟蹤和車牌識別，更是要求前端實(shí)時(shí)圖像高清化，否則智能分析將無從下手。

　　前端視頻采集

　　電子警察系統(tǒng)對前端設(shè)備要求比較高，多會(huì)選用分辨率達(dá)到100萬像素(720P)或者200萬像素(1080P)的攝像機(jī)。目前在高清視頻應(yīng)用中常見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。綜合來看，前面兩種方式由于受到傳輸介質(zhì)以及對信道的要求，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，但在超過百萬像素的應(yīng)用中，由于視頻壓縮技術(shù)的限制，目前還無法將視頻碼流壓縮到更低的應(yīng)用范圍。以一個(gè)200萬像素的實(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的問題并不只是簡單的碼流數(shù)量疊加，編碼過程中由于關(guān)鍵幀帶來的突發(fā)數(shù)據(jù)對傳輸網(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)帶來的影響幾乎無法實(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)備的兼容問題也還沒有比較完善的實(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75 歐姆同軸電纜來傳輸未壓縮的數(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，沒有引入壓縮以及解壓縮的過程，傳輸過程中也不需要考慮圖像時(shí)間冗余度，因此，無需進(jìn)行視頻幀的緩沖，視頻可以實(shí)時(shí)傳送。攝像機(jī)傳感器的信號能夠經(jīng)過SDI接口，無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，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)：

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

　　· 高清圖像無損不失真——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源。另外，SDI接口即使外延也不會(huì)帶來網(wǎng)絡(luò)外延問題，中心系統(tǒng)與前端系統(tǒng)是完全隔離的，不可能經(jīng)過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，避免帶來錯(cuò)誤的信息;

　　· 系統(tǒng)升級方便——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和學(xué)習(xí)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)知識?；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)[nextpage]

　　1、前端感應(yīng)系統(tǒng)

　　前端感應(yīng)系統(tǒng)是電子警察整體設(shè)備中的觸手，其目的就是為了感應(yīng)到有移動(dòng)的機(jī)動(dòng)車，從實(shí)現(xiàn)理論來講，前端感應(yīng)器有多種形式，如紅外線感應(yīng)器、微波感應(yīng)器、聲納感應(yīng)器、線圈感應(yīng)器、條形線狀感應(yīng)器、視頻感應(yīng)器等，目前在各城市電子警察中主要使用的是線圈感應(yīng)器。

　　線圈感應(yīng)器是目前電子警察使用中最多的一種感應(yīng)器，因其安裝方便，準(zhǔn)確率較高，而且價(jià)格低，被廣泛使用，但其檢測面積大，特殊狀態(tài)下使用不方便。

　　2、拍攝系統(tǒng)

　　拍攝系統(tǒng)是電子警察取得違章圖像，并記錄圖像的過程設(shè)備，其包括拍攝工具和控制器，從目前使用的電子警察來講，一般采用光學(xué)相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)，攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)+攝像機(jī)等拍攝工具。

　　光學(xué)相機(jī)是最早期的電子警察所使用的拍攝工具，其性能穩(wěn)定，成像清晰度高，但因使用的照相機(jī)局限，其拍攝用膠卷張數(shù)有限，而且具有人工定時(shí)換膠卷的麻煩。

　　數(shù)碼相機(jī)是目前常用的電子警察拍攝工具，其圖像下載方便，沒有其他費(fèi)用，但目前使用的數(shù)碼相機(jī)大多為民用型 (0～40℃)，在室外工作時(shí)，性能不可靠，特別是高溫狀態(tài)下會(huì)發(fā)生“死機(jī)”和亂拍。要想解決這一問題,一方面選用高檔數(shù)碼相機(jī)(工業(yè)級)，這樣就大大增高成本,失去同攝像機(jī)竟?fàn)幍膬r(jià)格優(yōu)勢。另一方法是為數(shù)碼相機(jī)打造一個(gè)恒溫環(huán)境，能自動(dòng)制冷制熱,完全滿足數(shù)碼相機(jī)的工作環(huán)境,確保相機(jī)不死機(jī)。

　　攝像機(jī)是視頻電子警察常用的拍攝工具，其性能穩(wěn)定，圖像傳輸方便，前端攝像機(jī)對感光器件直接輸出的原始數(shù)據(jù)，經(jīng)75歐姆電纜或者光端機(jī)等進(jìn)行傳輸。SDI光端機(jī)、視頻分配器、SDI高清視頻矩陣均內(nèi)置線路均衡電路，將經(jīng)過線纜傳輸?shù)母咚僖曨l信號進(jìn)行調(diào)理整形，整個(gè)過程可確保感光器件輸出的圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)入后端，并到達(dá)切換矩陣進(jìn)行應(yīng)用控制，最終到達(dá)監(jiān)視器。在整個(gè)光端機(jī)傳輸、信號分配、高清視頻矩陣切換控制、聯(lián)網(wǎng)視頻傳輸?shù)冗^程中均采用高速串行數(shù)字信號進(jìn)行傳輸，在傳輸、交換過程中均不會(huì)帶來任何圖像損傷。

　　由于SDI接口具備相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，因此，在傳輸、分配、顯示過程中都可以采用標(biāo)準(zhǔn)測試設(shè)備進(jìn)行實(shí)際測試，或者可直接采用具備SDI接口的監(jiān)視器進(jìn)行視頻查看，判定安裝使用過程中可能出現(xiàn)的問題。

　　在經(jīng)SDI光端機(jī)進(jìn)入機(jī)房后，采用視頻分配器將信號分為多路，一組給SDI矩陣使用，用于本地顯示以及實(shí)時(shí)上傳到上級治安系統(tǒng)(如交警隊(duì)、派出所等);另一組直接傳輸給SDI編碼器，進(jìn)行視頻圖像編碼，再經(jīng)由交換網(wǎng)絡(luò)，提供給后端平臺進(jìn)行本地存儲(chǔ)或者遠(yuǎn)程訪問使用。鑒于高清視頻的碼流量較大，各站宜劃分子網(wǎng)，以屏蔽廣播數(shù)據(jù)包等無用數(shù)據(jù)。

　　3、傳輸系統(tǒng)

　　目前采用的傳輸系統(tǒng)有手工下載(人工傳輸)和有線傳輸、無線傳輸三種。手工下載是指人工換膠卷(卡)或用便攜電腦式設(shè)備(u盤)將電子警察所在路口的圖像下載并帶回指揮中心的一種方式。有線傳輸是指通過光纖或電纜(電話線)等進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像的方式。無線傳輸是指通過公眾網(wǎng)(GPRS)等進(jìn)行無線無地域傳輸圖像的方式。隨著SDI光端機(jī)成本的降低，為SDI視頻遠(yuǎn)距離傳輸提供了一套低成本的解決方案，同時(shí)也為SDI攝像機(jī)的普及鋪平了道路。

　　后端智能分析處理

　　當(dāng)前端攝像機(jī)獲取到道路視頻后，后端軟件要根據(jù)當(dāng)前的紅綠燈狀態(tài)，來分析經(jīng)過路口的車輛是否有違規(guī)行為，快速、準(zhǔn)確地分析離不開前端視頻的清晰程度。

　　與ISCS系統(tǒng)連接

　　根據(jù)電子警察系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括前端高清SDI實(shí)時(shí)視頻圖像獲取，以及數(shù)字高清視頻應(yīng)用處理二部分，并由兩部分共同完成對圖像的后續(xù)處理(實(shí)時(shí)監(jiān)看、機(jī)器分析、存儲(chǔ)處理等等)。因此，勢必會(huì)涉及到如何設(shè)計(jì)大型綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)問題。

　　電子警察系統(tǒng)是城市ISCS系統(tǒng)(城市綜合監(jiān)控系統(tǒng))的非常重要的組成部分，由于ISCS系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)的靈活性，因此，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以采用各專業(yè)領(lǐng)域建立分布式、獨(dú)立的視頻管理的模式，在ISCS系統(tǒng)中再對各獨(dú)立的專業(yè)領(lǐng)域的視頻管理系統(tǒng)進(jìn)行接入與整合，最后納入到ISCS系統(tǒng)中進(jìn)行一體化管理。而電子警察系統(tǒng)是專事負(fù)責(zé)對城市道路車輛視頻采集、違章抓拍分析、視頻存儲(chǔ)的專業(yè)系統(tǒng)，其具有鮮明的行業(yè)特征，其可如同城市卡口監(jiān)控系統(tǒng)、公共道路場所治安監(jiān)控系統(tǒng)等，都可被集成到城市ISCS系統(tǒng)中。

　　ISCS系統(tǒng)集成的前提是軟硬件接口標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的統(tǒng)一，而現(xiàn)在的SDI高清電子警察系統(tǒng)中所采用的矩陣切換控制、控制碼分配器等設(shè)備，均具備相應(yīng)的RS232/RS422接口或者以太網(wǎng)接口等。其控制指令、協(xié)議、Demo控制程序等信息均可以統(tǒng)一提交給ISCS系統(tǒng)，以便進(jìn)行更進(jìn)一步的ISCS系統(tǒng)集成。

　　結(jié)語

　　采用SDI方式傳輸視頻，保障了實(shí)時(shí)圖像的品質(zhì)，避免了由于網(wǎng)絡(luò)壓縮帶來細(xì)節(jié)方面的損失，并且保證在使用圖像時(shí)的實(shí)時(shí)性;在電子警察系統(tǒng)的前端，我們可以通過SDI光端機(jī)遠(yuǎn)程傳輸?shù)轿覀兊目刂浦行?，再通過SDI矩陣和DVR分別實(shí)現(xiàn)高清上墻和編碼存儲(chǔ)。

　　SDI傳輸技術(shù)，在保證圖像實(shí)時(shí)性的基礎(chǔ)上，提供了另外一種高清視頻的實(shí)現(xiàn)方式，在模擬系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，只需要更換前端采集設(shè)備和光端機(jī)傳輸設(shè)備，我們就可以將原有的標(biāo)清模擬系統(tǒng)升級成高清系統(tǒng)，而不需要額外的工程開銷，這種方案將為我們的智能交通搭建一個(gè)高清的平臺，天地偉業(yè)作為安防領(lǐng)域的中堅(jiān)力量，我們將繼續(xù)為推動(dòng)“平安城市”建設(shè)作出更大的努力。