一、项目概述
随着数字网络信息时代的到来,数字化高新技术产品日益增加和完善。各行业为了提高和完善生产、管理水平和增加竞争性,都争先采用完善的高新技术产品。安防行业也不例外,数字化网络视频监控正逐步取代传统的模拟视频监控系统,以其特有的优势在各个行业得到广泛的应用。
本项目为医院的网络视频监控系统,医院的主要出入口、电梯间、公共区域等需要24小时实时监控,其他如:病房、监护室的患者24小时监护,手术室的手术观摩学习,医生的共同会诊,都有网络视频监控的用武之地,但最直接的应用点还要数危重急救病房和手术室等场所。尤其当一些传染性疾病盛行的时候,视频监控系统可以让一线的医生和护士异地观察病人的病情,最大限度的为其创造一个远离病源的工作环境,保证他们的身体健康。
安装一套网络视频监控系统,有利于医院的规范化管理,改进对患者的诊治、护理水平,同时,将手术过程录像保存,有助于解决医疗纠纷,分清责任。 二、设计思路
根据多年积累的经验,大华公司针对此项目设计采用数字化网络视频监控系统,基于现有或重新铺设的网络系统,将采集到的模拟视频信号转换为网络数字信号,通过网络传输到监控中心,进行转发、存储、监看、解码切换上墙等。
任何一个设计方案的最根本前提是用户的需求,而先进、成熟的技术,可靠、灵活的应用,技术发展的趋势和良好的性能/价格比是设计方案的最基本依据。应该在不失先进性、成熟性、可靠性、可扩展性的基础上,充分考虑用户的需求,照顾长远利益,最大限度地保护用户投资。 针对比项目,设计方案遵循以下设计原则:
1)可靠性与稳定性:所有硬件产品的选型要选用成熟稳定的产品,尽可能在一个系统中选用同一品牌的设备,在无人值守和远程配置的情况下,系统要能够长时间稳定可靠工作。所有软件系统均应经过严格的测试和长时间实际运行考核。 图像监控系统的运用不应影响被其监视设备的正常运行,系统局部故障不影响整个监控系统的正常工作。
2)先进性和实用性:根据医院建设要求,系统设计应采用图像监控、网络、计算机等最新发展技术,符合视频监控技术的发展方向,同时要考虑系统的总体成本以及实际的地理条件,要保证系统设计尽可能地实用。因此,不仅要求设计严密,布局合理,能与新技术、新产品接轨,而且所选择的设备应在实施若干年后,亦能保持其功能完善、齐全、不至于落后。
3)易用性:所有用户监控界面均为图形化界面,可方便进行各种日常维护工作,能够方便地进行软件的重新配置、系统的自检与恢复、软件系统的升级和硬件备品备件的更换等工作。
4)开放性:该系统设计应充分考虑系统的功能扩充和容量的扩展,可灵活增减或更新各个子系统来满足不同时期的需要。系统用户管理、系统配置和系统管理全部实现数据库配置维护和管理。系统扩充容易,直接扩充前端设备,系统管理员进行系统配置即可。选用的产品和设备须符合工业标准,以便未来系统的扩展和升级。
5)实时性:监控系统最基本要求的就是要将被监控对象发生的事件在有限的时间内及时、准确地反映上来,因此实时性与准确性的原则必须贯穿于整个系统设计,要求视频监视图像必须流畅、延时小,图像失真率小,保持稳定、高质量的视频监视图像。 三、设计方案
根据医院的实际情况及客户需求,大华公司专门设计出一套数字化网络视频监控系统方案,本套方案
是基于大华的网络视频综合管理平台,利用现有的网络资源而设计的一套网络视频管理系统,它主要分为视频采集、编码传输、网络视频集中管理三个部分。 1、视频采集部分
视频采集部分主要是前端的摄像机以及其配套的产品等,包括电源、支架、护罩等,是整个系统的“眼睛”。它布置在医院的某一位置上,实时采集各个监控点的视频画面,并通过传输部分传回监控室,进行处理。
根据医院的设计图纸和具体需求,本套视频监控系统共设计60个监控点,分别设计安装在医院的主要出入口、电梯间、大厅、周界等公共区域和部分危重病房等位置,各个监控点安装摄像机可以进行现场画面的实时采集并传输,以保障医院工作人员及患者的人身财产安全,值班人员当发现可疑人员及情况,可以及时作出反应,进行处理。 本项目的前端设备具体选型如下:
设计在医院的出入口、电梯间、楼梯口以及走廊的公共区域安装大华的高清红外半球摄像机,650线高清,配4mm 镜头,吸顶安装,美观大方;自带15米红外灯,白天为彩色,晚上自动转为黑白,同时启动红外灯进行补光,可以实现24小时实时监控,可以清晰的记录下出入过往人员情况,红外灯采用聚光灯和散光灯混合应用,实现了红外灯的照射距离和角度的互补,补光效果更好。
在医院的6路电梯内各安装一只大华的电梯专用飞碟型摄像机,医院的各电梯轿厢内进出人员复杂,从外观美和高隐蔽性角度考虑,选用大华的飞碟型摄像机,清晰度540TVL 转黑白600TVL, 最低照度01Lux 转黑白001 Lux /F12,视角广,内置37mm 镜头, 可清晰的监视梯内人和整个电梯内情况。 在部分危重病房及手术室,设计安装大华的迷你高速红外半球摄像机,其采用1/4 微步进, 精度达005°/sec,可以水平360°连续旋转,垂直/水平旋转速度最高达300°/秒;127个预置位,8组巡航轨迹,4防区隐私区域;摄像机具有10倍光学变焦,IR CUT 日/夜转换功能,自带30米红外灯,白天为彩色,晚上自动转为黑白,吸顶安装,美观大方,可以实现室内监控全角度、无盲点,集美观大方、精巧、紧凑、强度高、便于安装布线等一系列优点于一体。
另外在医院的室外公共区域也需要安装一系列的摄像机,包括通道、停车场、中心花园等,在这里根据现场的实际情况和具体需求,设计选用大华的50米红外高清摄像机和200米红外高清高速球型摄像机,50米红外高清摄像机具有双滤光片切换日夜转换功能,当夜晚光线不足时,自动切换成夜间模式,使图像效果达到最佳;清晰度540TVL, 具有优质的画面质量,即使在照度极低的条件下仍具有清晰的辨别力和视力,智能高速球可以360度无限位连续旋转,必要时也可控制镜头拉远拉近、云台的上下左右转动,清晰对人员、车辆等进行实时监控;实现全方位24小时监控,大大提高了安全防范力度。
所有的摄像机输出的均为模拟信号,需接入网络视频编码器转为数字信号,进行网络视频远程传输。 2、编码传输部分:
编码传输部分也就是视频信号由模拟转为数字,通过网络传输到网络监控中心的部分,在此项目中,可以根据现场各个摄像机的实际安装位置,选择单路或四路的网络视频编码器,将摄像机输出的模拟视频信号直接转换为数字信号,通过双绞线接入附近的交换机,再通过医院现有网络接入到网络监控中心的大华网络视频综合管理平台。
网络视频编码器本身具有字符叠加功能,在摄像机将实时图像接入到网络编码器的时候,编码器便可以针对此路视频的信息进行手动标注,并以字符叠加的方式,将带有字符的画面通过网络传回到网络视频综合管理平台,这样在网络监控中心所显示的图像,可同时显示相应的必要信息,如摄像机编号、通道名称、日期及时间等字符,并可用简体汉字显示。 3、网络视频集中管理部分:
网络视频集中管理软件是整个系统的“心脏”和“大脑”,是实现整个系统功能的指挥中心。所有的网络视频信号机报警信号通过网络接入到网络监控中心,通过大华的网络视频集中管理软件纳入到网络管理平台中,本套系统平台主要包括以下几个部分: 1)、认证服务器:
认证服务器也就是资源管理数据库服务器,它是整个视频管理平台的核心,主要包括其他各个服务器的登录认证,各前端设备和用户的接入认证等,有专门的一个配置管理中心程序进行配置管理,可以在同一台机器上,也可以在其他机器上进行远程配置管理。有了认证服务器,其优势如下: (1)、网络安全性提高
外界通过平台访问设备,首先访问的是认证服务器,只有通过认证服务器认为是合法用户后,才能根据其相应权限转到相应的流媒体服务器或设备。 (2)、设备便于管理
如果需要添加删除前端网络设备的话,只需要通过配置管理中心在认证服务器中添加或删除就可以了,其他都不需要改动,各个用户根据自己的权限,自然就可以看到或看不到新增加的设备。 (3)、用户便于管理
如果想增加一个用户,删除一个用户或者更改一个用户的权限或密码,只需要通过配置管理中心在认证服务器中直接更改就可以了,不会涉及到其他 *** 作,即使原有用户离职,本套系统还是非常安全。 2)、流媒体服务器
流媒体服务器具有转发和存储功能,它主要负责转发前端合法的设备给合法的网络用户,它还具有组播功能,就是把前端的同一路图像分成几份,转发给多个用户,不会增加前端设备到中心的带宽。如果需要的话,还可以实时存储。 3)、报警服务器
报警服务器是用于接收、管理、转发前端设备发送过来的开关量报警或移动侦测报警信号的,通过报警服务器的设置,可以分配各个用户接收、处理报警信息的权限,设置接收到报警信息之后的联动功能,例如:当接收到一个报警信号后,可以将相应的现场画面d出到指定的一个或多个用户的客户端窗口,同时可以启动报警声音,启动备份录像,打开现场灯光等 *** 作;值班人员双击报警信息,便可以显示出预先设置好的防区信息,包括报警等级、紧急预案、相关负责人的联系电话等,方便值班人员迅速作出反应。 4)、客户端软件:
大华集中管理平台客户端软件分为三个模块:一个是用户浏览前端图像,同时也可以远程监听、远程监看、远程录像、远程回放、远程控制、远程配置管理、接收或上报报警信息、打开电子地图等功能比较全的客户端软件,最多可以同时显示100个画面;还有一个是专门用于接收报警的客户端软件,平时不浏览前端图像,只是前端有报警的时候,d出报警画面,启动报警声音等;另外一个就是电子地图客户端,用于报警的时候,d出电子地图,显示监控点的实际位置。此三个客户端模块功能各不相同,可以根据用户的时间需求,选择启动相应的客户端模块。 5)、WEB 服务器:
有的用户觉得走到别处,安装客户端软件不方便,那么启动WEB 服务器,便可以随时通过IE 登录认证服务器就可以了,权限和客户端是一样的,可以浏览、回放任意通道画面。还具有电子地图功能,看到各个监控点位的具体位置。 6)、数字矩阵服务器
数字矩阵服务器就是将前端的任意画面可以自由切换到电视墙上放大显示,可是实现手动或自动切换,方便值班人员更直观的了解到现场的情况。 四、系统功能特点
1、监控界面采用中文WINDOWS 的通用 *** 作界面,提供了在线中文帮助。能对系统各监控对象命名和编号,并能通过对象名称对对象进行 *** 作。
2、运行维护人员可对任一路摄像机进行控制,实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调整;对于球形摄像机或带预置位的云台, *** 作人员可对预置位进行 *** 作,预置位可定义。
3、能够通过计算机鼠标远程控制摄像机镜头、云台、雨刮器动作,以及灯光照明设备开和关。 4、一机同屏显示多路画面。可以实现1路、4路、9路、16路,最高可到100路的一机同屏显示。 5、可以实现按站轮巡、按站内摄像机轮巡、按预置位轮巡等多种轮巡方式,用户可自定义轮巡方案,
轮巡时间可设定。能够自动巡查各站端,及时发现站端故障。
6、帧速率、码流、图像分辩率可通过软件 *** 作界面手工设定其参数,也可按预先设定的方案自动调整帧、分辩率等参数以适应网络带宽的变化。
7、可以选取任意变电站进行通话和监听,可实现与站端的语音对讲(全双工),无需占用额外带宽,无需另外布线。
8、通过软件方式实现视频通道的字符叠加,叠加字符可灵活设定。
9、具有多种录像方式,录像方式可自定义。录像时将告警点信息与图像后进行存放,回放时将显示上述信息;进行图像历史查询时,可根据告警点信息检索与之相关的图像。 10、在并发告警时,系统能够全部接收,依次报警,不会丢失报警信息。 11、实现当前告警查询、告警历史查询、录像历史查询、 *** 作历史查询等。 12、可远程设定布防、撤防策略,并按预先设定的策略自动进行布防或撤防。
13、在电子地图上可直观地显示摄像机、球机、防盗报警等设备的位置及有效范围及报警状态。 14、提供了时间同步功能,系统各部分时间以服务器时间为准,实时校对,保持了时钟的同步,精确度为毫秒级。
15、能够预先设定或保存各站端信息于监控中心的服务器上,方便施工和维护。 16、支持软件远程升级。
17、监控系统具有基于权限概念的分级监控功能,高优先级权限的 *** 作员能抢占低优先级权限的控制权,但不影响后者的浏览权。 *** 作控制具有唯一性,同一时刻只允许一个 *** 作人员控制同一控制对象。 18、具有严格的密码验证机制以及用户权限管理功能,根据工作性质可对每个用户赋予不同的权限等级,权限可设定。
19、系统能对用户登录、 *** 作控制等所有重要的 *** 作进行记录,可对 *** 作记录进行查询和统计,所有 *** 作记录具有不可删除和不可更改性。 五、设备清单提供流媒体转发服务的。
1、它是海康威视推出的一款高性能、高可靠、高并发的流媒体服务器。
2、提供高达800路的视频流媒体组件一体机接入转发,同时支持流媒体的集群组网,为视频监控系统提供持续可靠的流媒体转发服务。摄像机图像接在DVR上,客户端通过集中管理平台和流媒体服务访问DVR上的图像,流媒体服务器是指安装集中管理平台的硬件服务器,当然,一个集中管理平台上不只包括流媒体服务,还包括网络管理服务、存储服务、云台管理、电视墙管理、报警管理等,把这些服务装在一台服务器上,然后再局域网内的计算机安装客户端软件,就可以访问添加在平台上的图像通道。眼下,中国共计装有近2亿个视频监控摄像头,而具备AI能力的摄像头仅占其中的1%。
在高清监控摄像头数量与AI渗透率不断递增的情况下,由摄像头采集的图像、视频流数据,需要更强大的分析引擎对其进行分析、处理和训练。
以北京地铁站为例,北京1000多个地铁站中平均每站都有上百个摄像头,平均每个地铁站每天流通8到10万人较为常见。保守预估每个相机每天看见1万个人,再假设对比库中有1万个目标(对于公安数据库来说并不大),这个相机每天要回答的问题就是一亿零一万个!
显然,在当前各类安防项目中,依靠纯嵌入式智能DVR和NVR均无法满足严苛的计算要求。
面对万亿级AI安防市场,在技术落地成花的十字路口,所有的安防企业高管们都会面对一个终极命题:AI安防究竟需要一款怎样强大的服务器?
谈到安防服务器,X86无处不在,一直以来,它都是包括安防在内等多个行业的“宠儿”。
“眼下安防市场很多的管理平台,譬如流媒体服务器、转发服务器、主控服务器基本基于X86架构建设,它的最大优势是比较容易开发、上手比较快,大多工程师更擅长在X86架构上做研发。”
华泰科捷CEO傅剑辉告诉雷锋网,考虑到它表现不俗的性价比,X86服务器一直都是我们采购的首选。
由此,过去多年来,X86服务器也获得了全球顶尖服务器供货商的青睐。
遗憾的是,各科成绩均“达标”的 X86服务器,在如今大热的AI浪潮面前,却遇到了一些“偏科”难题。
傅剑辉透露,从安防用户实际使用角度考量,目前X86服务器应用在安防行业主要存在三大问题:
一、CPU负责逻辑运算的单元并不多,在多任务处理时效率低下。面对海量视频信息,传统X86服务器单纯以CPU为核心的数据中心部署已经不能很好地满足并行灵活计算、多变环境的计算需求,很难在安防企业级服务器市场有惊艳的表现。
“以前的视频数据只需存在后台,做少量分析即可,也就是说存储足够大就行;今天,很多客户都希望我们能够实时处理这些海量视频信息并反馈结果,而这就意味着系统需要同时做解码、做视频结构化、做识别、搜索等等,X86明显就不够用了。”
换句话说,X86可以类比手机里的功能机,它能够满足单一的通信处理需求,而AI融入的安防市场,更需要一台强大的智能手机,配备更强大的性能以适配 游戏 、处理等个性需求。
二、在行业出现算力不够的大背景下,很多厂商打出X86服务器加上若干GPU卡的组合拳,而这种为了单纯解决算力而“拼凑”出的方案大大增加了服务器的功耗和用户成本。
从行业采用情况看,如果涉及人脸识别等AI项目时,大部分厂商会采用GPU作为人像数据结构化的处理单元,特别是在X86服务器集群中,GPU更是成为唯一选择。
在某种程度上,GPU的确解决了部分算力不足的问题,却也存在两个致命硬伤。
一是功耗大,需依托X86架构服务器运行,不适用于更为广泛的AI方案开发; 二是成本高昂,比如采用GPU方案,折算单路人脸识别成本在万元以上,相较其他千元级,甚至是百元级的方案,毫无成本优势可言,这两个致命短板,也让很多企业不得不寻求新的方案。
三、由于X86更多采用的是较为开放的LinuX系统,而非封闭的AIX系统,在稳定性和可维护性上略显不足。
“未来的市场必定是数据规模和计算能力的角逐。”
浪潮商用机器有限公司产品部张琪告诉雷锋网,随着越来越多新应用的出现,传统的X86计算架构会遇到很多瓶颈,包括数据瓶颈(处理器的计算单元以多快的速度获取和交换数据)、计算瓶颈(单位空间内能集成多少计算能力)、延迟瓶颈、通信瓶颈。
就像设计时速30码的道路难以承载均速100码的车辆通行一样,很短时间内就可造成道路拥堵甚至瘫痪。
今天来看,面对大计算、智能化场景,谁能够最先解决算力问题,又能够更好降低功耗与成本,谁就能在AI浪潮下引领鳌头。
在张琪看来,基于POWER9的高性能服务器能够很好满足AI安防时代下的高智能需求。
从AI安防实际场景所需出发,浪潮商用机器有限公司近期推出了基于POWER9服务器,搭载UltraVision视频智能分析系统的AI视觉分析智能分析解决方案(UltraVision on Power)。
AI视觉分析解决方案可以看作一个超级高效的AI大脑,它软硬结合,能够实时、准确、智能、节能地完成包括安防在内各个行业所需的复杂性数据处理工作。
“硬”,体现在POWER9架构上,它能够提供强大的图像视频的计算处理能力。相比其他处理器,POWER9支持了PCIe40、NVlink20等新一代I/O协议,能够在AI等应用中展示出更好的应用表现。
具体来看,相比X86,其单节点视频处理路数提升近3倍,达38倍提升深度学习框架AI模型训练效率,18倍更好的加速数据库性能,IO能力提升了近5倍。
另外,执行视频和图像编解码,查询搜索任务时,整机可提供单精度56TFlops和双精度28TFlops超强算力,和比X86服务器相比,单块GPU即可提供比纯CPU服务器高30倍的推理能力。
值得一提的是,该方案独有的CAPI技术,可以将延迟降低至1/36,全面加速图像处理,同时功耗降低高达30%。
18倍、38倍、3倍、5倍、30倍,看起来不大的几个数字对于安防行业来说,都是庞大数量级的提升。
这几个数字的变化,能够将各类犯罪和严重的暴力事件的防控手段从事后介入提前到事前或事中,大大减少安全事件的发生,实现公共安全从被动防御到主动防御的业务转变。
除了POWER9提供的超强算力硬核外,在软件层面,该方案还有高重UltraVision视频智能分析技术加持,如目标检测(PD)、行人重识别(RE-ID)等多项计算机视觉技术,提升目标识别准确率高达94%。
毋庸置疑,软硬结合的AI视觉分析解决方案在实际落地过程中,能够实实在在地为用户解决AI时代下的高算力与低功耗问题。
除此之外,相比其他热门方案,该方案还有两大优势不得不提。
其一、独有的利旧能力降低客户成本。
通常来说,一般的AI视频系统想要实现某些功能必须接入具备AI技术的感知摄像头,该方案在部署过程中不需要更换原有摄像头,只需要旁路接入视频采集端,即可实现AI系统;
另外,该方案还可以兼容不同品牌、不同制式的任何摄像头;可以不改变客户原服务器等硬件架构的情况下直接部署,有效降低客户部署成本。
其二、就浪潮商用机器公司本身来说,依托其在服务器领域的引领地位,拥有强大的定制化落地能力,缩短交付周期从月到天。
该方案无论是面对大数据处理、机器学习这样的AI应用,还是软件定义存储、内存数据库这一类的开源应用都会有比较好的性能表现。
毫无疑问,专为AI、云计算、大数据等新兴应用而生的AI视觉分析解决方案在客户面对严苛业务挑战时,提供了更多元化的选择。
依托这款高性能产品,用户可以更快地部署各类智能应用,缩短安防AI应用的技术迭代周期。
与此同时,性能卓越的浪潮商用机器服务器的应用不仅限于安防行业,在互联网、金融等对安全性要求高的领域,其也可以施展拳脚。
安防之外,整个 社会 正在向规模化、自动化、智能化转型升级。其中,智能化的应用方向涵盖四大方向:前端化、云端化、平台化和行业化。
在这个升级过程中,新的平台需要有新的能力做新的认知,新的认知催生新的需求和应用。
对于包括浪潮在内的 科技 公司来说,这是一次巨大的机会,同时也是一个不小的挑战,路漫漫其修远兮,必须上下而求索。雷锋网雷锋网雷锋网矩阵:
矩阵将多个音频/视频源信号传送到多个音频/视频目的地。这些矩阵可接收来自包括计算机、摄像机、DVD播放机等各种输入源的音频/视频信号,并将其传送到不同的目的地,如投影机、监视器、等离子电视和多媒体数字信号编解码器。
1基于不同的型号,矩阵可传送复合视频信号、S-视频信号、HDTV/分量视频信号、RGsB/RGBS/RGBHV 视频信 号以及立体声或单声道音频信号。
2 矩阵可以在单机内容纳多种信号类型,然而一种输入信号类型只能传送给相同类型的输出。也就是说,复合 视频信号输入只能传送给复合视频输出。
3矩阵主要用于公司会议室、指挥与控制中心、教室、酒店餐厅、家庭影院以及视频会议室等。
4矩阵可以随时将任何输入传送给任一输出或多个输出。
网络摄像机:
又叫IP摄像机,IP网络摄像机是基于网络传输的数字化设备,网络摄像机除了具有普通复合视频信号输出接口BNC外,还有网络输出接口,可直接将摄像机接入本地局域网。 IP摄像机的用途可用于电视会议、住宅小区、银行、煤矿生产、考试现场等场合的视频传输和安全防范。但是由于人们使用模拟摄像机历史已久,从而对网络摄像机形成了一种先入为主的偏见。为了全面认识这个蓬勃发展的新事物,我有必要对它的基本原理、优缺点和开发应用方面的问题做一个较为全面深刻的分析。 IP摄像机的组成支持IP协议的典型IP网络摄像机包括一个镜头,一个滤光器,一个嵌入式图像感测器,一个影像数字转换器,影像压缩机,和一个只有网络连接功能的服务器。
网络视频服务器:
网络视频服务器(DVS,digtal video server),又叫数字视频编码器,是一种压缩、处理音视频数据的专业网络传输设备,由音视频压缩编解码器芯片、输入输出通道、网络接口、音视频接口、RS485串行接口控制、协议接口控制、系统软件管理等构成,主要是提供视频压缩或解压功能,完成图象数据的采集或复原等,目前比较流行的基于MPEG-4或H264的图像数据压缩通过Internet网络传输数据以及音频数据的处理。
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