CN101877774A - 安全岛网络视频、对讲报警实现方法及安全岛网络视频报警对讲系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种安全岛网络视频、对讲报警实现方法及安全岛网络视频报警对讲系统。其方法是：(1)在报警现场设置报警安全岛；报警按钮触发将警情通过互联网传递至接警单位；(2)接警单位接警并通过接警装置启动安全岛中微型摄像机对报警者抓拍并显示在接警装置的显示器上，通过拾音器与报警者通话，对报警现场摄像并保存；(3)接警单位对报警现场安全岛采集的图像、音频信号进行筛选、甄别后发出是否出警命令。系统包括报警及警情图像采集的安全岛以及与安全岛通讯的接警装置。本发明通过接警单位与报警者视频、对讲了解警情，并可以通过远程监控现场实际情况对警情甄别，避免了误报和被干扰。

Description

安全岛网络视频、对讲报警实现方法及安全岛网络视频报警对讲系统

技术领域

本发明属于报警设备技术领域。

背景技术

随着社会经济的快速发展以及人民生活水平、消费支付能力的提高，各地公共场所消费市场迅猛发展，造成公共场所人员众多繁杂，安全隐患也急剧增多，因此有必要强化公共场所的安全管理措施。

目前的110或119电话报警系统只有语音报警和接听功能，由于没有办法甄别报警现场的情况，因此经常被人恶意谎报，不仅报警系统有限的通讯浪费资源，而且严重干扰公安系统工作。

发明内容

本发明目的是提供一种安全岛网络视频、对讲报警实现方法及安全岛网络视频报警对讲系统，可以通过接警单位与报警者视频、对讲了解警情，并可以通过远程监控现场实际情况对警情甄别。

安全岛网络视频、对讲报警实现方法，其是按如下步骤实施：

(1)在报警现场设置报警安全岛，且该安全岛包括报警按钮、微型摄像机、拾音器、照明灯和智能广角摄像机；报警按钮触发将警情通过互联网传递至接警单位；

(2)接警单位接警并通过接警装置启动安全岛中微型摄像机对报警者抓拍并显示在接警装置的显示器上，通过拾音器与报警者通话，并通过智能广角摄像机对报警现场摄像并保存；

(3)接警单位通过接警装置对报警现场安全岛采集的图像、音频信号进行筛选、甄别后向指挥中心发出是否出警命令。

实现上述方法的安全岛网络视频报警对讲系统，其是有以下部分组成：

(1)报警及警情图像采集装置，该装置用于启动系统并采集报警现场音频和视频信号；且该装置包括报警按钮、微型摄像机、拾音器、照明灯和智能广角摄像机，该装置所有组件集成于一个箱体并与控制主板连接，控制主板将所有的报警信息包括图像、声音、报警信息接收处理并传送到(2)与前述安全岛通过无线或有线互联网络通讯的接警装置，该接警装置用于实现与安全岛通讯。

本发明接警单位共设计三级，分别是：接警装置设置在三级接警单位，且包括音频功放、服务器、扬声器和麦克风，接警装置所有组件通过电连接并通过互联网与安全岛连接。接警装置设置在二级接警单位，且包括音频功放、管理服务器、扬声器、麦克风、网络交换机、数字矩阵、电视墙，接警装置所有组件通过电连接并通过互联网与安全岛连接。接警装置设置在一级指挥中心，且包括音频功放、管理服务器、扬声器、麦克风、网络交换机、数字矩阵、电视墙，同时网络交换机接指挥中心；接警装置所有组件通过电连接并通过互联网与安全岛连接。安全岛中还设置有扬声器、照明系统和警灯。

本发明把社会治安从人防延伸到人防加技防、以技防为主，将公共场所的治安情况一览无余的展现在监控中心的屏幕上。公安机关通过对各个公共场所实施24小时视频摄像监控，大大的震慑了各个犯罪行为的始发。远程图像监控管理，变被动式接警处理为主动式监管，不仅可以大大缓解警力不足的问题，对于偷窃、吸毒、聚众闹事等各种违法犯罪行为起到一定的震慑作用，而且，必要情况下的图像资料的录像保存还可以作为公安机关对于犯罪认定和处理的有效依据，同时也增加了人民群众对政府的信任和生活的憧憬。安全岛网络视频报警语音对讲系统的实施，是为了在人民群众需要帮助的时候可以及时的与人民警察取得联系。可以及时的报警，对犯罪行为是一种巨大的震慑。

附图说明

图1为本发明系统组织结构图。

图2为本发明安全岛结构示意图(室外落地型)。

图3为本发明安全岛结构示意图(室内壁挂型)。

图4为本发明系统拓扑图。

图5为本发明流媒体传输方式典型示意图。

图6为本发明对讲原理图。

具体实施方式

本发明安全岛网络视频、对讲报警实现方法，其是按如下步骤实施：

(1)在报警现场设置报警安全岛，且该安全岛包括报警按钮、微型摄像机、拾音器、照明灯和智能广角摄像机；报警按钮触发将警情通过互联网传递至接警单位；(2)接警单位接警并通过接警装置启动安全岛中微型摄像机对报警者抓拍并显示在接警装置的显示器上，通过拾音器与报警者通话，并通过智能广角摄像机对报警现场摄像并保存；(3)接警单位通过接警装置对报警现场安全岛采集的图像、音频信号进行筛选、甄别后向指挥中心发出是否出警命令。

实现本发明方法的安全岛网络视频报警对讲系统包括：(I)报警及警情图像采集装置，该装置用于启动系统并采集报警现场音频和视频信号；且该装置包括报警按钮(4)、微型摄像机(3)、拾音器(6)、照明灯(7)和智能广角摄像机(2)，该装置所有组件集成于一个箱体并与控制主板连接，控制主板将所有的报警信息包括图像、声音、报警信息接收处理构成一个安全岛，还设置有扬声器(5)、照明系统和警灯(1)；并传送到(II)与前述安全岛通过无线或有线互联网络通讯的接警装置，该接警装置用于实现与安全岛通讯。

本发明系统概述：系统总体上要实现管理目标，通过实时的监看与控制来达到管理要求，为此，根据组织结构、监控目标及网络结构特点，系统采用二层分布式结构相结合的总体架构，通过网络系统，使得将监控系统变成一个整体，系统拓扑图见图4。包括：

一、图像采集

作为监控系统的视频源头，摄像机对整套监控系统起着至关重要的作用。对摄像机的基本要求是：图像清晰真实、适应复杂环境、安装调试简便。

1)图像真实清晰--摄像机种类很多，其本源是内部核心部件“图像传感器”，针对不同的行业有完全不同的优化方案。比如：广播电视系统的图像处理偏艳丽，这是符合观众的视觉需求。相对而言，视频监控系统对图像的要求是真实还原，尤其是图像的色彩应与现场一致，比如：人的肤色、衣着颜色、车辆颜色等。其次，图像清晰度主要取决于图像传感器线数，线数越高，图像解析力越高，能获取更多的图像细节。此外镜头倍数也将影响用户捕获图像的景深，广角取景能获取全景概况，长焦取景能获取人脸面部特征，因此，用户对图像要求与使用场景密切相关。当然，在特殊场景下还需要特殊功能进行匹配，比如：超低照度、逆光等等。

2)适应复杂环境--与控制主板、交换机所处环境不同，摄像机一般都置于风吹日晒的环境下，天气变化都会影响摄像机的工作。耐高温、抗雷击、防水防尘等应达到相关指标，摄像机应该能在恶劣环境下正常工作。室外摄像机护罩内应该有加热、除湿等装置，防水防尘级别应该达到IP66，内部电路应该具备防浪涌保护设计，抗3000V雷击。

3)安装调试简便--摄像机多安装于难以摘取的位置，因此使用过程中的再度调试是较麻烦的，增加维护成本。比如：摄像机安装倒像。摄像机应该提供OSD操作菜单供用户远程调试及参数修改。此外，建议为摄像机由UPS集中供电以保证电源洁净，防止串扰。

摄像机特点：

(1)高解析度、高色彩还原度

受PAL制扫描方式的限制，实际有效水平像素×垂直方向的水平扫描线＝752×582。目前我们提供彩色模式下最高解析度为540线，黑白模式下高达570线。

色彩还原度分为色调(决定色彩性质)和饱和度(决定色彩浓淡)，与景物光照条件和色温密切相关。我们的摄像机通过“自动电子快门”或者“自动光圈”来自动调节通光量以保证景物照度处于衡稳状态，通过“自动白平衡”来自动调节红、绿、蓝三基色信号电压(即色温)以保证图像不出现偏色现象。

(2)真正的超低照度

我们的低照度摄像机采用SONY SUPER HAD CCD，在过去微小镜片技术上进行改良，优化镜片形状全面提升光利用率，以物理方式提升感光度，信噪比提高。而普通摄像机采用提高放大器放大倍数来提高感光度，会使噪声也提高，信噪比降低。

我们的超低照度摄像机采用SONY EXVI EW HAD CCD，它能利用其它传感器未能有效利用的近红外线光，将感光范围从可见光扩大到近红外光，在黑暗环境下也可得到高亮度的图像，使CCD的灵敏度进一步提高，适应更低的照度环境。同时在硅晶板深层中做光电变换时，漏电流SMEAR成分也可被收集到传感器内，噪声大幅降低，超低照度下图像的信噪比得以保证。

若用户的照度环境连星光级都达不到，应该采用红外摄像机。我们提供的红外摄像机最远可达100米，最高搭载48颗红外灯，灯使用寿命长达3年。

(3)优化的背光补偿、超宽动态技术

开间监控环境中，摄像机的安装应尽量避免逆光装置，但某些情况下很难做到，为此我们提供两种解决逆光环境下解决办法。

普通要求下(比如：道路监控)，开启背光补偿功能。常规背光补偿技术是对整体画面进行处理，虽然前景图像清晰可见，但是背景因曝光时间过长导致过渡曝光呈白茫茫一片。防止背景图像出现过度曝光。但画面整体感官有层次感，显得不够柔和，只能满足普通成像要求。

高要求下，建议使用超宽动态技术。我们的超宽动态摄像机采用SONY双速CCD，对同一副图像进行两次曝光，采用两组AGC电路分别对长时间曝光和短时间曝光的信号进行处理使其最佳化，再利用数字处理技术对两幅图像中质量较好的部分加以合成，形成一副整体质量更优的图像。目前该技术可输出动态范围为128倍的清晰图像。

(4)高可靠性

影响摄像机使用寿命的主要原因是高温。我们的摄像机采用低功耗设计，机体功耗小于2W，适应的工作温度最高达60摄氏度，而电子器件能工作的最低温度达到-20摄氏度。防水摄像机其防水等级为国际标准IP66，在恒定湿度测试下达到93％Rh，抗雷击达到3000伏特，能适应绝大多数室外环境。若用户用在工地、矿区等更恶劣的环境，可选用防暴摄像机，先进的工程设计，外壳采用高强度的工业塑料，抗冲击达到...。我们整机平均无故障时间达到20000小时。

(5)便利安装调试

我们的摄像机带有OSD控制菜单，用户可利用485信号对摄像机进行调试。包括：自动白平衡、自动电子快门、自动电子增益、自动光圈等功能的开闭及其它相关参数的调整，可调参数达数十个。

除此之外，用户还将采购快球。对快球的基本要求除应具备摄像机的固有特征外，还应符合：图像平稳清楚、功能应用多样、安装使用便利。

1)图像平稳清楚--与固定摄像机不同，快球在使用过程中会因转动而产生机械振动，要求快球应该具备防抖功能，使图像不会在转动过程中产生抖动。快球的监控范围应是360°无盲区，并支持带限位功能提高有效性。转动速度应该能适应变焦倍数，否则高倍变焦场景下，高速转动将无法捕获目标。

2)功能应用多样--从用户操作中统计，录像回放占据约80％的时间，因此用户实时操控快球的时间并不多。快球自身应该具备一些辅助全景监控的功能，如设定多个预置点并配置巡航路径，快球沿路径持续巡航。若用户不需要巡航，但有一个最主要的监控点，快球应在一段不受控时间之后自动恢复到该监控点。若快球以外断电，在重新上电后应该能恢复到断电前的状态，包括水平/垂直位置和镜头倍数。

3)安装使用便利--由于快球安装位置多样，应该支持常见的安装方式，比如：墙角装、柱装、吊装等等。应该具备OSD菜单用于远程调试。与摄像机类似，整机应该耐高温、抗雷击、防水防尘等。

快球特点：

(1)精密电机、一体机芯

整机包含云台系统、摄像机系统、通讯系统和护罩。采用精密微分步进电机实现快球的准确快速的旋转、定位，受控灵敏、运转平稳、任何速度下图像无抖动。采用优秀的一体机芯，核心是自动聚焦达到秒级。主控CPU确保云台受控时能同步送出图像，并实现白平衡、快门、光圈、变焦、对焦等功能实现控制。

(2)多角度操作、比例变倍、自动反转

我们在快球设计时充分考虑如何提高用户的操控手感和人眼捕获图像的易接受性。除了传统水平方向、垂直方向的运动以外，加入斜向运动，加快捕获目标的速度并将受跟踪目标始终保持在图像中部。当处于变倍场景下对目标进行跟踪时，快球的运动速度自动与倍数成反比，以防止过快运动丢失目标。目标从快球下方穿过，由于要实现无盲点监控，快球将以秒内速度作水平翻转，以保证目标在画面中处于正立姿态。

(3)限位功能、自动巡航、守望功能

考虑到快球多用于全景监控，在非人为控制时可选择自动巡航。我们的快球支持保存8条巡航路径，每条路径支持32个预置点，用户可根据需要随意调整预置点间的切换速度，每个预置点的停留时间可独立设定。我们在设计时考虑开发模式路径，即快球记忆用户的一段时间控制操作，此后按该操作进行巡航，因为该路径可能是用户比较重点关注的场景。

此外，鉴于快球安装位置可能在墙角、可能受建筑物遮挡，在360°方位上出现某些方向存在无用图像，比如：摄像为整面墙体。因此，我们提供限位功能，快球无论在控制还是在巡航时，仅在两个限定位置之间进行运动，提高监控有效性。

当然，某些场景的非受控监控是关注某个角度的场景，比如：道路监控。当快球在非受控达设定时间时，比如30秒，快球会自动归位至设定的预置点，亦可作用于自动巡航。

(4)定时启动、断电记忆

可对快球的运行进行布防，即设定时间段，快球将在该时间段内自动运行提前设定的操作，比如：巡航、模式路径等。每个时间段的监控区域与用户的使用环境相关，根本目的在于最大限度地提高监控有效性。

作为快球的另一个重要功能便是断电记忆。快球遭遇意外断电，重新上电之后，可恢复到掉电前的位置。我们支持位置的选定，按停留时间来计算，比如：快球在掉电前某一位置停留达到30秒，快球就记忆该位置并用于恢复。停留时间是可设定的。

(5)动态隐私遮蔽、报警联动

因铺设摄像机而出现的隐私纠纷越来越多，尤其是具有高倍变焦的快球。我们提供动态隐私遮蔽功能，可在画面中相关位置叠加黑块遮蔽图像，利用坐标反馈的方式确保遮蔽范围不会因为球机的转动而呈现出来。

支持7路报警输入和2路报警输出，快球在接收到报警之后，可启动处理方式，比如：调预置点、启动巡航、触发报警输出等等。

(6)安装维护、曼码检测、鼠标操作

支持目前市面上壁装、墙角装、柱装、吊装、吸顶装、嵌入式安装等安装方式。与摄像机一样，提供OSD功能菜单，供维护人员远程调试使用。可靠性方面与摄像机基本相似。

在过去的调试检测过程中，调试人员需要分现场和中心两队，以对讲机的形式对快球进行故障排除，需要高架梯、拆卸等等繁琐的操作，而且往往因检测过程中的某些疏忽而导致调试时间激增。我们的快球提供曼码故障检测功能，调试人员可通过叠加在视频上的故障信息进行判断，比如：控制线接反、地址设置错误等等，都将以特点的编号提示调试人员，使得整个过程。

二、压缩编码

1、比较压缩算法的方法

基于对监控行业逐渐深刻的认识，我们针对监控本身的诸多特点对编码算法进行持续优化。考究产品的压缩编码能力可以从以下三个方面一窥究竟：

超低压缩码率--可能目前大部分用户都不太在意超低码率下压缩编码，原因是大家在持续提升图像质量而不断增加码率。但是不可否认手机监控已经走入我们的生活，在手机屏仅支持QCIF画质、无线通信带宽紧缺的现在，能以64Kbps甚至56Kbps作QCIF编码实现手机监控，是一种技术实力的体现。海康威视任何一部DVR的子码流均可通过网络直接送往用户手机，实现手机监控。

主流压缩码率--按照逻辑辨证法看待事物，实现同样画质的图像，谁的消耗少证明谁的技术更胜一筹。在保证FULL D1图像解析度的条件下，使码流更低是追求的目标，而且还需使得DSP运算能承受代码的复杂度。对用户而言，呈现的回放分辨率是FULL D1，而需要超过2Mbps甚至8Mbps的码流显然是在浪费网络带宽和存储空间。海康威视可以利用1.5Mbps码流编码出FULL D1画质，而我们向上支持到8Mbps的码流是为未来高清编码作预留。

高清压缩码率--目前海康威视提供的130万像素网络摄像机就体现了全实时高清压缩编码的实力。相对于FULL D1画质，图像尺寸和分辨率提升约一倍，码流应该需要4Mbps，经过对MPEG4编码算法的不断优化，目前利用3Mbps码流可完成百万像素全实时编码。

综上所述，评价一种产品的编码能力并不能仅从编码码率、图像分辨率去片面比较，而是需要综合考量的。

2、压缩编码特点

经典架构

我们选择RISC芯片(ARM)完成主控，DSP芯片完成编码运算。选用的ARM归属于E MPU(嵌入式微处理器)，针对监控系统的专有性对保留其相关功能，裁剪无用功能，大幅减小系统体积和功耗。相对于某些基于CISC或者通用CPU，在工作温度、抗电磁干扰能力、可靠性等方面都做了增强，具备体积小、重量轻、成本低、可靠性高等优点。

视频流编码要求编码芯片能胜任连续数据流的处理及高精度复杂运算，因此DSP器件是最优的选择。对系统结构和指令进行特殊设计，编码效率高、执行速度快。

业界首创的双码流技术

针对国内网络建设相对落后的环境，为了在录像数据和网传码流之间取得平衡，我们开发了双码流技术。DSP对同一路图像进行两次编码，主码流用于录像，选择高分辨率、全帧率、最优图像质量，子码流用于网传，选择普通分辨率、非实时、普通图像质量。通过这样的设计，可以不需要用户去改建现有网络，省去额外的网络投资，当然，该方式源于目前绝大多数用户实时监控的时间＜＜录像回放的时间，且实时监控的强度要求不高。当并发访问数量激增时，任何设备都会出现瓶颈，没有哪个厂商可以逃脱，但是我们采用了更能让用户放心的处理策略，即录像＞网传，主码流＞子码流，简而言之，CPU运转是优先保证录像的，确保有清晰完整的录像文件是可追溯的。

若用户对实时监控的要求很高，也有充足的网络带宽满足全实时FULLD1监控的需求，那么直接网传主码流即可。

动态编码技术

目前支持在编码过程中动态修改编码参数，而不需要重启设备，由此而衍生的“事件压缩”功能让用户更满意。据统计，监控录像有80％属于无用数据，其中绝大部分是录制静态画面，在过去以变码率方式来降低存储量。“事件压缩”更加符合用户需求，即用户希望“有用数据”是清晰的，对“无用数据”的清晰度要求不高。在判决何谓“有用数据”时，经统计我们认为报警触发的录像、移动侦测触发的录像，以及未来智能分析报警触发的录像是“有用数据”，因此利用“事件压缩”功能，“普通数据”采用低分辨率、低码率进行录像，“有用数据”采用高分辨率、高码率进行录像，编码参数的改变由设备自动完成。在录像质量和存储空间之间做了最好权衡。

三、传输系统

随着联网监控需求的兴起，模拟系统联网的局限性凸显出来，基于IP网的联网监控成为主流趋势。与模拟传输系统相比，IP网络受干扰的可能性较小。

带宽和吞吐量

对网络视频监控而言，带宽是最基本的要求，带宽表示运输数据的电路容量，通常以比特/秒来表示。考虑IP包涉及包头包尾开销，按25％计算，单路CIF画质按512Kbps÷0.75＝683Kbps预留带宽，单路D1画质按1.5Mbps÷0.75＝2Mbps预留带宽，若用户采用非对称传输方式(如ADSL)，带宽指上行带宽。

网传性能

每个安全岛设备提供一个10M/100M半双工/全双工自适应以太电口(RJ45)，随着视频监控网络化的日益广泛，我们在不断革新网络传输性能，目前更新的软件将网口吞吐量从16Mbps提升到24Mbps。如同交换设备一样，从上图可知，过量突发访问将导致设备压力，我们的应对策略是：系统资源优先保证本地录像，如果系统资源不足，会降低网传性能。选择这样的策略是出于现阶段录像对监控系统重要性是首要的，而且我们相信用户能很好的接受这样的策略。

流媒体技术

相比大规模重建网络，购买昂贵的网络设备，我们更推荐用户购买一台或几台性价比高的服务器，搭建流媒体传输网络。这是一个高弹性的网络架构，它已经广泛应用于网络视频点播、IPTV等民用系统，经过成千上万的用户实验，是一个更加可靠的传输方式。

流媒体传输方式典型示意图如5所示。将数据源从繁重的访问压力中解脱出来，把数据流复制分发的工作交给流媒体服务器完成，同时降低了数据源端高带宽的要求。通常用户网络的核心层与会聚层之间的带宽、吞吐量是足有而富裕的，因此流媒体服务器配置千兆或双千兆网卡是能满足并发访问需求的。关键是它并不需要大规模改建现有网络，节约成本。

四、存储特点

我们针对录像存储做了很多创新和努力，旨在提高录像数据的安全性、可靠性，延长磁盘使用寿命。

(1)磁盘预分配技术

在传统的磁盘读写操作中，创建/删除文件不仅需要修改分区表，还会产生磁盘碎片。独特的磁盘预分配技术在写录像时采用索引进行文件管理，覆盖录像操作不涉及文件的删除和创建，让磁头只在数据区划动，而不进入核心FAT表区，即使突然断电等意外现象发生，磁头伤及盘片，也不会导致整块硬盘损坏，大大增强了数据的可靠性。不存在频繁地删除、新建操作，保障硬盘长期运行不产生磁盘碎片，大大提升文件的写入、读取速度。硬盘存满后可自动覆盖起始空间，以实现无人干预的情况下持续录像。

(2)S.M.A.R.T技术

引入S.M.A.R.T信息报警机制，利用磁盘自身的S.M.A.R.T信息判断磁盘的运行状况。能在发生故障以前，了解磁盘的异常信息，最大限度地保护数据，使数据可能丢失的几率降到最低。错误盘自动跳过，不影响不终止录像，更新盘自动加入录像过程，无需人工调整。

(3)非工作盘自动休眠

引入非工作盘休眠技术，既能节约大量电力资源，又能大大减少机内热量，提升整机的稳定性，延长硬盘的使用寿命。

五、网络监控软件介绍

1、对讲功能

本次设计主要侧重于实现中心与前端报警人员的远程双向对讲功能。对讲原理图如图6。

远程对讲工作过程为客户端软件向前端设备发起对讲，此时，前端设备响应对讲信号，并接收中心的语音信号，从设备音频输出口输出。前端收听到中心的语音对讲信号，并可用设备上连接的拾音器对中心进行回应。以此种方式完成双向对讲功能(对讲只可由中心发起，只可在中心与前端设备之间进行)。

中心还可向所用前端发出广播信号，所有前端均可听到中心的广播信息。

2、权限管理

IP监控系统往往覆盖范围广、区域跨度大，网络视频监控主机能集中管理所有前端设备，一方面能综合管理，及时有效地了解设备状态，另一方面可简化操作，易于维护。主机内以高效的数据库形式保存：

创建监控区域，配置设备信息，可添加、更改、删除前端设备；

根据实际物理范围来划分“区域”，前端设备归属在相应区域内，为方便用户未来的管理，支持设备名自定义；

1、采用明快的树状结构管理授权用户信息，可添加、更改、删除用户，可为每个用户设置独立权限，包括网络预览、云台控制、视频参数、远程回放、本地录像、语音对讲、远程配置、报警配置；

2、认证用户权限，授权用户在操作之前必须经过登陆验证，通过验证才允许操作，否则被拒绝。操作信息记录到操作日志中；

3、设备状态一览无遗，包括：监控点编号、录像与否、视频信号丢失与否、硬件状态正常与否、并发连接数、通道当前码率、SD卡状态；

4、集中管理服务信息(流媒体服务、硬解码服务等)；

5、对来自前端的报警信息进行分类，记入到日志中；

6、提供操作日志、报警日志的查询，可长时间保存；

7、提供设备日志的查询，按时间，类型，时间&类型的方式进行搜索，时间可细化至秒级，类型分主类型和次类型，细化至具体操作；

8、巡检和校时；平台可确保各设备时间与标准时间一致性，支持自动校时和手动校时。平台每天将于设定时间对下属所有设备进行统一校时，或者直接点击“校时”按钮完成手动校时，当即生效。

3、预览回放

网络预览模式

本级访问可采取直连模式和流媒体转发模式。是否部署流媒体服务器由管理中心决定，是否启用流媒体服务器由本级控制中心决定。

客户端通过网络访问其直属设备。预览时，摄像机视频经前端设备编码后传至客户端解码。回放时，客户端至前端设备搜索录像文件，并从前端设备取数据流进行解码显示(I类)，若前端设备外接NAS扩展存储，搜索结果若存在NAS内，数据流从NAS直接传至客户端解码显示(II类)，该方式可大大减轻前端设备CPU的处理压力。

4、分屏

在预览时提供完善的画面切换机制，包括多分屏、轮巡等。多分屏支持4、5+1、7+1、9、8+2、12+1、16+1等等，支持5*5范围内任意设置。

5、一键功能

将预览频率较高的通道加入快捷播放列表，预览状态下直接点“播放”键将快捷表内所有通道打开，若通道数量多于分屏数量，可按轮巡方式显示。

6、轮巡

丰富的轮巡方式支持单画面轮巡、多画面自动轮巡，轮巡间隔、画面分割方式均可定义，涵盖用户在预览时的所有常用功能。

7、分组

为了契合用户使用习惯，提供分组功能。用户可将分类属性相似的通道加入同一个分组内，比如：按区域分组或按类型分组等。

8、资源调节

当网络质量较差时，TCP连接丢包重传不断发生，为了确保图像的流畅性，可适当增大缓存区空间；相反，若网络质量较好，可适当减小缓存空间以提高实时性。

9、图像调节

考虑现场环境光线明暗、色温、色差对画面的影响，除了利用摄像机自身的处理电路还原较为真实的画面以外，监控端还提供亮度、对比度、饱和度、色度的调节，使显示画面色彩明快，符合人眼的感官需求。

10、抓拍

监控人员发现其关心的事件，还能快速抓图。将文件保存在监控端电脑上，便于及时查阅。

11、回放

在回放时提供基于本地回放和远程回放两种搜索方式，录像存放点分别在平台主机和前端设备。两种模式均支持单画面、四画面显示；配置快进、快退、至开头、至结尾、播放/停止等常用按钮；支持即拖即显方式，便于快速定位到某时间点进行回放；若图像出现亮度不够、偏色等问题，可调节相关滑杆进行修正。

1)本地回放：按文件类型+时间段搜索录像文件；文件类型分：手动录像、定时录像、从前端下载的录像、报警触发的录像；支持4画面同步回放。

2)远程回放：

前端设备内录像回放：

支持按时间顺序回放；支持文件类型+时间段搜索录像文件；文件类型包括：定时、移动侦测、报警触发、报警‖动测、报警&动测、命令触发、手动；支持远程下载录像文件；支持回放时剪辑录像片断进行保存。

七、系统特点

1、成熟可靠

经过多年工程项目实践，采用编码存储技术作为该系统的核心，为目前稳定性最优秀的解决方案之一。海量数据分布保存在前端设备内，该存储策略从根本上减轻用户网络压力，降低用户需要改善网络环境的投资，仅在远程预览回放时才占用网络带宽。前端设备压缩录像，录像码流不受网络通断、波动的影响，确保录像文件完整性。

2、清晰画质

摄像机采用高性能CCD感光芯片，具备高解析度、色彩还原度、饱和度，支持高清画质，保障前端视频源的清晰度。

前端设备采用TI DSP高性能压缩芯片和ARM控制芯片，以先进的H.264压缩算法确保监控实时画面、录像画面CIF画质，最高可达Fu 11D1画质。

因此，从画面采集、压缩编码(网传、存储)、解码上墙整个系统而言，各部分均保证了D1画质，做到了真正地高清晰系统。

3、流控分离

双码流技术(预览流与存储流分离技术)，主码流和子码流的码流类型、分辨率、帧率、位率上限、图像质量、位率类型均独立可调。借此在用户网络质量下降时，选用子码流进行网传，主码流进行录像，既满足录像文件的优秀画质，又确保远程预览得以进行。

视频流与控制流分离技术。因视频流数据量较大，并发访问数量增加将增大前端设备CPU处理负荷以及出口带宽压力，利用流媒体快速复制分发的特点，解除前端设备并发访问路数限制，稳定网口处理速度。而因控制流数据量小，实时性要求高，不穿越流媒体服务器，在传输线路上减小延迟(小于300ms)。

八、设备性能

核心设备采用嵌入式技术，专为远程监控、集中存储而设计的数字监控报警产品。

视频压缩标准：H.264

视频处理芯片：DSP处理器

主CPU：嵌入式MPU处理器

操作系统：RTOS嵌入式操作系统

视音频信号经编码可以将码流送到网络口进行传输与(或)通过内置高速硬盘进行本地录像。报警信号经前端设备可进行本地的报警联动输出与(或)联动到网络口输出(所有报警参数由控制中心设置)。控制中心可通过网络来控制PTZ。

系统主要特性与功能如下：

采用H.264压缩标准。H.264是国际电联(ITU)与国际标准化组织(ISO)组成的联合专家组(JVT)制定的最新视频压缩标准，是现在及将来在网络视频监控领域内的主流压缩标准。

采用国际主流的嵌入式平台，保证了设备的稳定性、成熟性，紧随国际主流嵌入式技术的发展，产品的升级保持向下兼容，保护用户的投资。

不仅支持定码率、变码率，还支持变帧率，根据带宽状况可动态设置码流大小、图像质量或帧率。

灵活的录像模式可供选择。有定时录像、手动录像、移动侦测录像、报警录像等多种录像模式；支持水印技术防止图像被篡改。

支持本地录像和网络附加录像，使得录像方案更具灵活性。

具有操作密码锁定功能，防止用户误操作；

支持多播、点播及IE浏览等方式预览现场图像，监听现场声音，硬实时、多任务系统提供了强大的并发处理功能，编码、录像、网传、对讲、报警等进程通过合理的任务调度，实现并发处理，满足实时性及多工要求。提供了强大的网络SDK开发包，提供了用户个性化需求的开发平台。

九、安全岛设计：报警系统可根据安装位置的网络条件设计成有线或无线的网络传输。

安全岛设置在公共消费场合，人流量大的地方。安全岛是以方便群众报警需求为出发点设计的，当人民群众在公共场所人身安全和财产安全受到不法分子的侵害时，只要走进安全岛就能及时向110、派出所报警，110在接到报警的同时，可以通过安全岛报警设备上安装的摄像机监看现场情况。并能准确的判断报警人的具体地理位置，与报警人可视对讲，远程威慑犯罪分子，及时有效出警对报警人的人身安全和财产安全得到有效的保护，有力的打击犯罪，全程摄录现场画面，留取证据。

安全岛采用耐久性油漆，醒目的黄色标示出1-4平方米左右的区域。安全岛报警设备为蓝白色相间，与公安机关常用色彩相一致，110视频报警标志为灯箱式，夜间可自动点亮，报警设备高2米、宽0.6米，在报警设备上方安装有警灯、智能球形摄像机，可以由值班民警操作以便监看安全岛区域，在高度1.5米左右处安装1个报警按钮，当按动此按钮后安全岛报警设备就会向110、派出所报警中心发送报警信号，110指挥中心的扬声器中就会发出警报声，同时110报警中心的管理服务器就会弹出报警画面。110指挥中心民警可开启语音双向对讲功能与报警人员对话。

在报警设备1.6米的高度处安装一个微型摄像机(监看报警人的面部特征)和一个拾音器用于报警人与110指挥中心实现双向对讲。

安全岛报警设备的上部有醒目的公安标志，公安标志为灯箱式，夜间可以自动开启点亮。上部还装有照明设备，夜间报警时可照亮安全岛区域，以便接警中心更清晰的监看现场情况，同时为安全岛报警设备的录像系统提供夜间照明。

安全岛的设置不但可方便群众报警同时也对不法分子起到震慑作用。由于安全岛的报警设备可及时的将报警现场的图像和声音进行记录、传送至报警中心。为及时出警提供可靠的信息，尽快将犯罪分子绳之以法。

现在大都是通过电话报警，有时电话报警存在一些谎报警情的情况和不能够正确的描述报警现场的地理位置，为出警造成不必要的麻烦和警力的浪费。通过安全岛的摄像机可以看到报警人的体貌特征以及报警现场的具体情况，从而可以减少一些谎报警情的情况，也可通过安全岛的报警信息及摄像机正确的判断报警人的地理位置。

十、接警中心设计

通过服务器接收安全岛的报警信息，当安全岛有人报警时接警中心的显示器上就会自动弹出报警画面，扬声器也会发出嘟嘟的报警声，显示器下方显示报警日期、时间等报警信息。服务器管理软件的电子地图功能，通过给地图配置热点，用户可以在电子地图上标注监控点所在的地理位置以及实时播放监控点的图像。当热点关联监控点的报警联动方式添加了地图联动后，在非编辑状态下热点会在关联监控点发生报警时触发闪烁动作。双击热点将显示关联监控点的实时图像。可以看到比较准确的报警位置，接警中心通过服务器管理软件打开双向语音对讲功能预报警人通话。可以更详细的了解事发现场的具体情况，为打击犯罪争取宝贵的时间。

各分局、市局、110指挥中心也可通过服务器管理软件根据各自权限进行监看和指挥。

本系统设计方案的技术要点、功能和产品选型均满足公共安全系统要求，并依照系统建设的相关标准进行设计。

十一、硬件组成

本系统采用多级控制方式，一级指挥中心设在市公安局110指挥中心、二级分局管理、三级位于各派出所，领导监看，网络监控于重要智能部门设置分控。

本系统由前端摄像机、报警按钮、拾音器、音频功放、扬声器、H.264网络传输控制主板。后端的服务器、麦克风、音频功放、扬声器等组成。

9、摄像机

针对监控场所的不同，选择半球、红外防暴、枪机、匀速球、中速球、快球。采集实时的现场图像信息。

10、报警按钮

通过此按钮可以方便群众及时通知公安相关单位予以帮助。

11、拾音器、麦克风

能够采集报警人员的语言信息，更详细的了解现场的具体情况。

12、音频功放、扬声器

能够使对方听到更为响亮清晰的语音信息，以便做出准确的判断和处理决定。

13、控制主板

控制主板是安全岛的核心设备，它将所有的报警信息(包括图像、声音、报警信息)接收处理并传送到有关部门。

14、服务器

接收各安全岛的报警信息，进行处理。以非常直观的画面和逼真的声音传送给接警人员。

15、系统管理软件

用于对监控系统的日常操作端，登陆管理服务器，获取相关设备信息，完成预览、控制、回放、接警、处警等操作。此系统主要是靠应用系统管理软件实现各种管理功能。

十二、软件部分

新版本的H.264压缩算法，视音频编解码技术是系统的核心技术，决定了产品的最为根本的性能和使用成本，一个先进的codec算法，即能以较低的数据带宽来实现清晰的图像质量，节省大量的存储空间，降低存储设备的损耗，还能在网络环境中进行高质量的视频传输。采用了最新H.264编解码技术，在保证同等图像质量的前提下(采用相同的量化细数)，数据码流下降了近10％到20％，进一步推进了产品的性能指标，为用户节省了更多的使用和维护成本。与其它类似产品相比，该系列产品能够进行多分辨率的动态实时编码，比如部分采用CIF分辨率、部分采用DCIF(528*384)，甚至D1的分辨率，设置不同的分辨率可以为同一地点不同场合的监控提供便利，接受到报警信号后，提高分辨率和帧率，软件支持不同分辨率、帧率的编码的码流，无需进行文件的切换，这样能将关键时段的视频图像记录的更加清晰和及时，并能有效降低存储空间。

一个好的码率和失真的控制算法(RD_Opt)，能很好地进行图像质量的和数据带宽之间的协调，最大程度地保持高的图像质量和数据流的平稳输出，减少网络传输的抖动效应并保证存储设备的正常工作计划，便于集中式网络监控方案的有效实现，软件包含了优化的码流控制算法，使图像码流的波动范围控制在较小的空间，使低带宽的网络传输更加流畅。

先进的移动侦测算法实现了在数字视频监控中的应用，视频移动侦测是其中一项很重要的附加功能，该功能能够对监控场所的移动物体进行感知并提示和报警，基于这种技术不但可以实现多种联动报警的应用方案，还能根据这些信息进行报警录像，帧率控制、分辨率调整等等综合实施，提高存储的录像信息的性能价格比。因此，准确而可靠的视频移动侦测是实现这些方案的关键技术，如果该项功能经常漏报或误报，会大幅减少移动侦测技术带来的价值，给用户带来不便。针对这项技术进行了多种技术方案的探讨和研究，并推出了新版本的视频移动侦测功能，大幅提高了移动侦测的可靠性，使漏报和误报的概率显著下降。不仅如此，在移动侦测技术中，还新增了自适应的移动侦测功能。

由于监控系统组网结构日渐复杂，覆盖范围也变广，需要软件平台进行统一管理。平台的物理载体是管理服务器、控制端(客户端管理软件)。把所有的安全岛均统一添加至管理服务器，经过科学估算扩容容量，管理服务器的接入数量已经采用余量设计，符合用户后期扩展需要，可直接将未来扩展的设备添加至管理服务器即可，无缝衔接。

软件平台能实现设备管理、图像预览、语音对讲、云镜控制、录像及回放、用户及权限管理、接警处警等功能。

采用已有的网络传输技术保证网络带宽满足传输压缩视频信号的基本带宽，各分辨率对应带宽如下：

Cif：512Kbps-768Kbps

D1：1024Kbps-1536Kbps

在网络条件较好情况下可选择较高码流以获得更好的网络预览效果，在带宽受限情况下可适当降低码流，以增加图像的流畅程度，但会降低图像清晰度。

十三、系统配置单，表一和表二给出了本发明系统组件。

表一：安全岛设备

序号	名称	参数性能	单位	数量
					1	智能高速球	彩色SONY 480CP摄像机，光学18倍，数字12倍，解晰度480线，照度0.01Lux(感应红外)。水平旋转范围360°无限制转动，水平旋转速度0.4°-200°/秒，垂直旋转速度0.4°-150°/秒，带128个预置点，可设置4条巡航轨迹，三级防雷、。	台	1
2	警灯		个	1
					3	室内110视频报警主机	1/3″SONY CCD，解晰度540线，照度0.01Lux采用高性能DSP实现H.264视频编码压缩；支持通过网络设置参数、预览图像及云台控制；内置麦克风支持双向语音对讲，自带音频功放，	台	1
4	室外110视频报警主机	1/3″SONY CCD，解晰度540线，照度0.01Lux采用高性能DSP实现H.264视频编码压缩；支持通过网络设置参数、预览图像及云台控制；内置麦克风支持双向语音对讲，自带音频功放，110视频报警灯箱，	台	1

表二：派出所设备

序号		名称	参数性能	单位	数量
						1		管理服务器	Intel酷睿2双核标称主频(GHz)：2.8内存容量(GB)：2硬盘容量(GB)：320GB	台	1
2		麦克风	电容式心型单指向，灵敏度：-43dB±2dB，频率响应：60Hz-16KHz，输出阻抗：2KΩ±15％	个	1
						3		音频功放	总谐波失真：＜0.2％信噪比：75dB频率响应：29～18KHz失真度：＜0.15(1KHz)输出功率：RMS 25W X 2CH+30W BASS	台	1
4		音箱		对	1
						5		交换机	产品类型：千兆以太网交换机交换方式：存储-转发端口数：8模块插槽数：0	台	1

Claims (6)

1.安全岛网络视频、对讲报警实现方法，其特征是按如下步骤实施：

(1)在报警现场设置报警安全岛，且该安全岛包括报警按钮、微型摄像机、拾音器、照明灯和智能广角摄像机；报警按钮触发将警情通过互联网传递至接警单位；

(2)接警单位接警并通过接警装置启动安全岛中微型摄像机对报警者抓拍并显示在接警装置的显示器上，通过拾音器与报警者通话，并通过智能广角摄像机对报警现场摄像并保存；

(3)接警单位通过接警装置对报警现场安全岛采集的图像、音频信号进行筛选、甄别后向指挥中心发出是否出警命令。

2.实现如权利要求1方法的安全岛网络视频报警对讲系统，其特征是有以下部分组成：

(I)报警及警情图像采集装置，该装置用于启动系统并采集报警现场音频和视频信号；且该装置包括报警按钮(4)、微型摄像机(3)、拾音器(6)、照明灯(7)和智能广角摄像机(2)，该装置所有组件集成于一个箱体并与控制主板连接，控制主板将所有的报警信息包括图像、声音、报警信息接收处理并传送到(II)与前述安全岛通过无线或有线互联网络通讯的接警装置，该接警装置用于实现与安全岛通讯。

3.根据权利要求2所述的安全岛网络视频报警对讲系统，其特征是接警装置设置在三级接警单位，且包括音频功放、服务器、扬声器和麦克风，接警装置所有组件通过电连接并通过互联网与安全岛连接。

4.根据权利要求2所述的安全岛网络视频报警对讲系统，其特征是接警装置设置在二级接警单位，且包括音频功放、管理服务器、扬声器、麦克风、网络交换机、数字矩阵、电视墙，接警装置所有组件通过电连接并通过互联网与安全岛连接。

5.根据权利要求2所述的安全岛网络视频报警对讲系统，其特征是接警装置设置在一级指挥中心，且包括音频功放、管理服务器、扬声器、麦克风、网络交换机、数字矩阵、电视墙，同时网络交换机接指挥中心；接警装置所有组件通过电连接并通过互联网与安全岛连接。

6.根据权利要求2所述的安全岛网络视频报警对讲系统，其特征是安全岛中还设置有扬声器(5)、照明系统和警灯(1)。

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