英飞拓模数混合视频综合监控系统应用分析

 　　
模数混合背景介绍

　　近年来，IP高清监控的发展如火如荼，IP视频监控系统以其高清画质、方便性、易扩展性及越来越多的上层应用的优势成为未来监控的主流；而异军突起的HD-SDI监控系统以其高清画质、无延迟及IP系统无可比拟的安全性，也在监控市场占有一席之地。但不可否认的是，模拟系统依然有着不可忽视的市场占有率。未来的监控市场，将会以IP监控为主，模拟、HD-SDI高清为辅，而鉴于模拟系统数字化改造或者高清监控的高成本因素，这三类视频监控系统将在较长的时间内共存，这就需要一个解决方案来实现对三种混合系统的统一管理。而在这个模拟、HD-SDI和IP混合系统中，用户往往有高清全交叉上墙的需求，即IP或HD-SDI视频不仅能在高清监视器显示，也要能在CRT监视器上切出来，模拟视频不仅能在CRT监视器显示，也要能在高清监视器上切出来。

　　因此，在保留每种监控系统优势的前提下，如何做到将三种系统无缝融合，在很长时间内都将是监控行业的一个挑战。深圳英飞拓科技股份有限公司提供了一种模数混合视频综合监控系统及方法，称为新一代视频综合管理平台（NSP），它既实现了数模混合系统的无缝融合，可以统一权限、统一资源、统一编号、统一管理、全交叉切换，又保留了原有系统的各自优点，并且在系统改造及建设过程中大大降低了成本及复杂性，为用户构建视频监控系统提供了极大的方便性，真正实现了模拟、HD-SDI、IP系统的无缝融合。

　　方案概述

　　我们先来看看传统形式的模拟——IP联网。

　　图1

　　图1所描述的方案是一种比较普遍的做法，用户新增加了高清IP数字系统，希望在数字系统中也能够获取到原有模拟系统中的实时视频，使用DVR录像设备可以很方便的将模拟图像转成标清码流传递给数字系统，从而实现将模拟系统融入IP数字系统的目的。方案的缺点很明显：

　　DVR品质参差不齐，网络输出图像质量难以保证。

　　原模拟球机在IP系统中的控制出现延迟。

　　模拟系统内无法切换IP系统的实时视频。

　　上墙管理困难。

　　图2

　　图2的方案更进一步，能够实现模拟系统与IP数字系统的互相访问。但同样，此方案的缺点也很明显：

　　两套系统泾渭分明，出现了两套机制同时管理，操作不便捷且互相干扰。

　　编码后图像清晰度下降。

　　模拟球机在IP系统中的控制出现延迟。

　　高清IP视频解码后通过模拟矩阵输出的清晰度明显下降。

　　同样，HD-SDI系统与其它两种系统的融合也存在类似的问题。可以看出，监控行业内现存的针对多种系统融合的方案有着诸多的缺陷，而在可以预见的相当长的一段时间内，这种多系统共存的情况不会消失，新一代视频综合管理平台(NSP)应运而生，它正是行业领导者英飞拓公司致力于解决这个难题的努力成果和智慧结晶。

　　新一代视频综合管理平台(NSP)由三个主要模块构成，分别是综合管理单元、高清视频切换单元和端口扩展单元。综合管理单元设置在安装linux操作系统的X86架构的工控机中，提供对综合监控系统统一编码、统一切换的支持，综合监控系统中的任一设备，包括矩阵、平台、摄像机、监视器，在综合管理单元中都有唯一的编号，键盘接入综合管理单元后，可以通过设备编号控制任一视频流的走向；高清视频切换单元支持将模拟、SDI、IP、HDMI格式的输入视频流转换成CVBS、SDI、HDMI接口的输出，它负责将混合系统中任一格式的视频显示在高清或普通监视器上，并且可以对IP视频流进行最大16分屏显示；端口扩展单元负责接入串口设备，支持通过RS232或RS422串口接入各种类型的设备。

　　NSP方案基于这样一种思想：模数混合视频综合监控系统中的视频流仍然交由其原有矩阵或平台来传输，例如模拟视频仍然由模拟矩阵负责传输，数字视频仍然由数字软件平台负责传输，但原有的矩阵或平台在此方案中被视作底层设备，此方案重新设计出一套上层系统用于控制底层设备视频流的走向，并且在后端显示时，由高清视频切换单元负责接收所有类型的视频流进行输出显示。

　　单站点联网如图3所示：

　　图3

　　系统通过以太网进行交互。IP前端摄像机、数字软件平台的视频流及控制数据都接入到以太网中；模拟矩阵接入来自模拟前端的视频，控制数据接入以太网（若其为非网络矩阵，则其控制数据需通过端口扩展单元来接入以太网），模拟矩阵的视频输出接入到高清视频切换单元的CVBS输入口；SDI前端及SDI矩阵与之类似，SDI矩阵的输出则接入到高清视频切换单元的SDI输入口；键盘作为操作终端直接接入以太网（网络键盘）或通过端口扩展单元（非网络键盘）接入到以太网中，将用户的各种操作转译成可识别的数据发送到综合管理单元中。各自的矩阵或数字软件平台可以实现对自身系统类型下的监视器和摄像机切换，但不同类型系统之间没有直接联系，综合管理单元通过以太网对所有的矩阵或数字软件平台进行控制，高清视频切换单元通过自身的CVBS、SDI及网络接口分别从模拟矩阵、SDI矩阵及以太网中获取相应的视频流，再输出到电视墙上进行显示。

　　在综合管理单元中将所有设备进行统一编号，每个矩阵或数字软件平台在系统中拥有唯一的设备编号，范围1～999；每个监视器在系统中拥有唯一的设备编号，范围1～999；每个摄像机在系统中拥有唯一的设备编号，单站点支持9999个，编号范围为1～20位数字。用户可以根据实际需求在矩阵或数字软件平台设备之间建立视频流连接。当用户希望将某个视频切换到特定监视器进行显示时，综合管理单元能够根据视频源的格式选择正确的流通路径，使其快速无损的到达高清视频切换单元的正确输入口，进一步的在监视器上进行显示。如果视频源为模拟摄像机，综合管理单元会将其切换到高清视频切换单元所绑定的模拟矩阵中，并将高清视频切换单元配置成接收模拟输入，然后根据实际工程连接将高清视频切换单元配置成合适的输出；如果视频源为SDI摄像机，处理方法类似，需要查找到高清视频切换单元所绑定的SDI矩阵，并将高清视频切换单元配置成接收SDI输入；而如果视频源为IP摄像机，综合管理单元则会通知下属的IP数字软件平台进行切换，并将高清视频切换单元配置成IP输入，当系统中没有接入IP数字软件平台时，综合管理单元则会根据自身数据库中记录的IP摄像机地址直接控制高清视频切换单元申请IP视频流。

　　当用户需要控制前端球机时，综合监控系统会根据球机编号找到其所属的矩阵或数字软件平台设备，根据后者提供的开放接口选择合适的协议进行流畅无延迟的控球。

　　当系统规模较大、地域较广或有行政关系的需要时，也可以进行多站点的联网，与单站点综合平台管理系统不同的是，它更适合于大规模数模混合系统，最大支持999个站点联网。每个综合管理单元配上多个高清视频切换单元单独组成一个单站点系统，系统中每个设备同样拥有唯一的编号，它部分借助于站点号来区分，多站点之间同样可以建立视频通道，在大规模应用中，它有利于不同区域之间的协同管理。

　　站点之间的通道称之为外部通道，单站点内部的通道称之为内部通道，前者交由中心站点管理，后者交由各个分站点进行管理。当用户进行跨站点视频调用时，由中心站点进行外部路由查找及外部通道分配，下一步工作则交给分站点进行处理，它负责查找出内部路由及内部通道，由此建立起最终的路由及通道。当中心站点由于网络或其它故障掉线时，分站点可以当作单站点综合平台管理系统使用，内部功能不会受到影响，完全实现了区域自治管理。

　　系统优势

　　完美融合三种体系

　　融合模拟、HD-SDI和IP三种监控系统。

　　灵活部署模拟、HD-SDI、IP 高清前端。

　　故障互不关联。

　　保留模拟系统的实时性、可靠性和安全性。

　　保留HD-SDI系统的实时性、可靠性、安全性和超高清晰度。

　　用户可以综合考量图像质量、实时性、成本、布线的便利性等因素，随心所欲地部署模拟、HD-SDI、IP 高清系统。

　　1、超大规模联网

　　NSP支持多级联网架构。

　　联网后各体系保持原有优点。

　　全网统一编码，方便用户操作。

　　用户可以组建超大规模的多元化联网监控体系。

　　2、模块化架构，扩展性好

　　模拟、SDI、IP独立化管理，互不干涉。

　　矩阵管理协议模块化管理，第三方兼容便捷。

　　扩容不受机箱限制，不受品牌限制。

　　运用灵活，可根据实际需求随时随地添加各个子系统。

　　第三方软件平台也可接入管理。

　　用户不用为扩容所需的容量发愁，不用为扩展的监控类别发愁，不用为改造的品牌兼容性发愁。

　　3、保护原有投资

　　不用丢弃矩阵。

　　不用新增编码设备，原有模拟系统无缝接入。

　　最大限度保护原有投资。

　　原有模拟监控投入比较大的用户可以无痛实现监控系统高清化改造。

　　4、双系统备份

　　闭路监控和IP监控同时独立存在

　　任何一方瘫痪，不影响另一方的使用

　　某一方系统瘫痪，用户可让屏幕墙上的图像切换至正常一方

　　软件平台故障时，系统可直接从前端IPC获取视频

　　有效地满足对系统稳定性和可靠性要求较高的客户群

　　5、输出多元化

　　高清视频切换单元灵活支持CVBS、VGA和HDMI等多种接口

　　可满足各类屏幕墙的上墙需求

　　用户在升级屏幕墙时，只要更换相应的接口即可

　　可实现屏幕墙由标清到高清的平滑升级

　　6、独立式高清切换单元

　　独立式模块化设计。

　　可移动。

　　高清上墙距离由15米延长至100多米。

　　配合拼接模块，可以实现实用的屏幕拼接管理。

　　可放置于19英寸标准机柜，也可放置于屏幕墙附近，有效解决高清信号远距离上墙问题，并简化拼接后的大屏切换应用。

　　典型应用

　　一、模拟+IP方案

　　前端采用模拟和IP摄像机，适用于对成本考虑较多、部分点位要求高清监控但对实时性和安全性要求不高的场所，如平安城市、高速公路、港口等场合，尤其适合于高清化改造，可保留原有模拟设备并利用上IP系统的灵活性，实时性要求高的点位采用模拟球机，建立经济实用的监控系统。

　　二、模拟+HD-SDI方案

　　前端采用模拟和HD-SDI摄像机，适用于实时性和安全性要求高的场所，如轨道交通、监狱、公安系统，可保留原有模拟设备，画质要求较高的点位采用HD-SDI，建立经济型监控系统。

　　三、模拟+IP +HD-SDI方案

　　前端采用模拟、HD-SDI和IP摄像机结合，适用于监控范围广、监控点位要求不一的场合，如平安城市、高速公路，可保留原有模拟设备，利用IP系统的灵活性、 HD-SDI的实时性和高清画质。

作者单位： 深圳英飞拓科技股份有限公司