一、前言
视频监控从数字时代逐步发展到IP时代,网络摄像机(IP Camera)与网络视频编解码服务器(Video Server)各领风骚,孰优孰劣众说纷纭。但大多数的分析均从技术的先进性出发,过分强调技术、规格,而比较少从客户的应用和成本角度出发。从客户角度来看,他们需要的产品是能够解决问题,而且花费较小。笔者了解到绝大部分客户的需求都是希望在引进新的系统同时也能够保留原先的投资部分,即希望能让原先旧有的系统也能够尽量留用发挥“余热”。本文所提及的工厂监控应用案例希望能够抛砖引玉,帮助大家共同开发出更多用户需求的产品。
二、背景与需求
用户是一家全球知名的国际大厂,目前上海地区的厂区共有七个分厂,已经使用的摄像机约一千多只,以往均使用DVR系统。厂区有八个大门可供车辆进出,部分大门已经安装摄像机。大门与厂内监控中心的距离最近的相距有500米距离,最远的约有2公里距离。现用户要求各门岗的视频监控录像回放功能均要能够清晰地辨识出进出车辆的车牌,经过几次讨论,甲方的具体要求如下:
1、录像回放功能必须24小时清楚辨识出进出8个厂门车辆的车牌。
2、厂区大门安装闪光灯,除了录像功能外,还需要配备抓拍功能。
3、各厂区的监控中心要存储就近大门的录像资料,总部还要能远程监看到所有门岗的状况。
4、从节省成本角度考虑,原有的摄像机线路尽量留用,没有的可重新铺设。
5、由于原先厂区系统某些点位的DVR已经老旧,淘汰替换时希望能花最少的费用与新系统配合使用。
为了兼顾甲方对于解决现有问题、成本考量以及未来规划三方面的要求,我们提出的方案如下:
1、为了能够在白天与夜晚都能在回放的录像中看到清晰的车牌,视频源必须选择车牌专用摄像机,其具体规格为:清晰度550线以上,有强光抑制功能、宽动态功能、低照度等。最后选用了三星730P摄像机。
2、各门岗距监控中心均较远,总部又要实现监看,鉴于厂区内已有较完善的局域网布建,故决定采用IP监控的方式。
3、考虑到部分门岗已布有视频线缆,为节省再重新布线的费用,故最后采用了视频编解码服务器(Video Server)而非网络摄像机(IP Camera)的方案。为了能达到录像回放清晰度与远程监看效果,最后采用了迪维欧Full D1(720×576)画质的Video Server (DVO-2041H)及管理服务器(DVO-610)。
4、采用了最节省成本的红外对射来控制车辆进出时触发闪光灯及抓拍。
5、管理服务器软件部分还需根据要求做适当的修改。
三、技术特点
管理服务器软件部分除了常规的监控功能要求,还有如下要求:
1、对抓拍的关键图像信息,需要保留存储的时间长达半年。
2、由于甲方要求无论黑夜白天,都必须令车牌的相关录像和图像信息明确无误,无论光照情况如何,不能有看不清,模糊的情况出现,所以软件必须配合相关的强力闪光灯进行工作。
针对以上技术要求,我们提出了如下可实现的软件修改方案:
1、针对关键性图像信息的超长时间存储要求,除了常规录像方式外,还采用了系统的自动监控抓图的方案,将内存中的YUV图像按照需要直接转成JPEG文件,进行保留,从而满足了录像超长时间存储的需求。
目前720×576的监控图像,从YUV转成JPEG文件,在保证足够清晰的画质条件下,最大在35KB,按照每天3000架次车辆进出,每次抓图3张,计算公式为:35KB×3张×3000架次/天车辆进出×180天=57G左右。从而从技术上保证了录像规定时间的保存要求。
2、无论光照如何,车牌必须清楚,我们采用了强力闪光灯,配合以Video Server网络报警的方式来通知软件系统进行抓图,这又涉及到两个问题:
1)视频图像的同步性,由于网络环境、现场环境的不同,以及车辆进出速度的快慢也不同,所以当闪光灯在闪光时,信号传输到软件的时间会有不同,必须确保抓下来的图正好是闪光灯闪烁时拍摄的图像。
2)视频图像的前置性:就如上所说,当软件收到本地灯光闪烁信号时,往往图像有一定的延时性,即从闪光灯发出的信号,经视频编码器报警信号后,透过网络传输到软件,或多或少存在延时情况。
针对上述问题,我们采用了抓图缓存技术,将监控解码后的YUV放入内存中,以微软MFC模板类的方法,借用微软的MFC相关内存管理方法,以解码后的YUV图像时间为坐标作选择,保证5秒的预抓图缓存列表,之后先进先出。
当现场信号传入时,根据不同现场的不同时间延时参数,进行关键图像的时间匹配,找到最接近闪光灯闪烁时间的三帧YUV图像,在内存中,将其直接转化为JPEG文件,保存磁盘。
四、结束语
项目完成后,甲方对于Full D1录像画质非常满意,进而在部分旧有的DVR系统改造成IP系统的过程中,甲方将其监控区域划分为重要区域和一般区域。重要区域采用了D1编码器,520线超高清摄像机,保留原有布线;一般区域采用了CIF编码器,保留了原有摄像机和布线,再集中于同一台管理服务器上,如此架构,大大节省了改造中原本所需花费的高额投入,并且提高了监控效果。
用户都是不太愿意改变现状的,在从数字监控到IP监控的改变过程中,编码器方案使甲方尽可能保留原有的投资(摄像机及布线),降低了改造成本,提高了改造的意愿。而视频编解码服务器的灵活使用也令用户能加速迎接IP监控时代的到来。