数字奥运的关键技术和应用

3.2 奥运香港网络化视频监控的产品-嵌入式网络视频服务器

    2008北京奥运会马术比赛在香港举办，在香港同奥运相关的场所，包括比赛场所，交通场所及庆祝场所的安保工作是最重要的工作之一。香港警方建设基于网络化数字化的可视安保系统，并且向全球征集多媒体信息的数字技术产品---“嵌入式网络视频服务器”，把奥运相关场所的监控摄像头视频经该“嵌入式网络视频服务器”数字化编码压缩，经警方的宽带专网和宽带运营商（如PCCW）的网络从各处传到警察总部，可以实行全面的布防，报警联动和应急统一指挥。因此香港警方在全球招标中对该产品的各项核心指标要求极高，方通科技的产品的各项指标评比最优被采用,简要讨论如下：

　　1. 视频画面的细节要求清晰：其检测法是用视频的信号发生器，测试方法之一是从低密度的线间距测到高密度线间距的视频分辨率，也称之为测试视频的高频分辨率，若视频的高频分辨率越高即在高频的信号损失越少，视频图像的细节就越清晰。测试方法二是用不同颜色的色块相邻排列，测试比较在相邻的色块结合线的抖动和边界的清晰度。

　　2. 高清晰度低带宽：在满足视频清晰度（DVD画质）需求下尽可能提高视频的压缩比使得视频在网络上传输占用尽可能低的带宽。警方用电信的E1/T1专线2Mbps带宽作参考，要求视频占用的带宽要求小于1.6Mbps，即在1.6 Mbps带宽下传输清晰度高的DVD画质的视频.

　　3. 实时性和流畅性：城市各个与奥运相关的监控摄像（头）点将网络视频服务器编码后经网络传输到总部的指挥中心，由网络视频解码器解码，将网络的数字信号（视频）还原到模拟电视机（监视器），即类似于摄像头直接接到电视机。但同摄像头直接接到电视机最大的差别是经过视频的编解码和网络传输产生延迟。香港警方要求编解码的延迟不要大于0.25秒。我们产品延迟只有0.22秒，是前来竞标的国际同类产品中延迟最小的，其他产品是0.35~0.55秒。警方认为在0.25秒内延迟是不影响值班人员跟踪操作，一旦发现事件能及时的跟踪前方。

　　4. 高稳定性的设计：  这类设备放在室外要在环境的温度达50℃在工作,要求设备的自身的功耗越低越好,自身的发热量越少越容易被散掉,我们的设备只有2.5瓦, 比前来竞标的国际同类产品少1到5瓦。奥运马术比赛期间，香港湿热的天气考验着各国的选手，也对设备的稳定性提出了更高要求。为了保证万无一失，方通科技公司组织研发人员对300多套这样的监控设备进行了个性化改造。

　　3.3.奥运香港网络化视频监控的系统设计

    奥运会马术比赛与香港的数字化监控系统的设计如下：

　　从上图的设计中可以看到有两套并行的系统。一套是网络视频服务器把前端模拟的图像经过视频压缩，然后通过专网或者广域网到中心，由网络视频解码器还原成模拟，与传统的模拟视频监控系统可以兼容。与之并行另一套是全数字化系统，即网络视频服务器把压缩的视频数字流经网络化的数字系统软件平台管理，实现网络化的数字化的视频监控。

　　该监控系统设计具有特色之处：

　　1） 热备份设计： 2个视频服务器和2个解码器来实现一路视频的传输，4个设备之间核成一个“心跳通信”关系，也就是说二个编码器和二个解码器互相之间每个之间隔几秒在互相监测的，互相之间看是不是在工作的正常，即在进行视频发射和接收这一对是否正常，及作为热备份这一对是否在线和正常，一旦视频发射和接收这一对中有一个不工作的话，相应热备份那个设备马上启动。此外网络也是双线热备份的，例如一条是香港警方的专线，另外一条是香港电信的，一旦公共专线的网络出现问题的时候，另外一条网络就会自动切换上去。所以从这设计既考虑了设备的安全因素，又考虑了网络的安全因素。

　　2）  网络视频编/解码器替代的光端机：网络视频编码器和解码器之间走了网络线路，替代原来的光端机；

    3） 网络化数字化的分布式系统：网络视频编码器或网络摄像机接到网络上面，并在网络上架设一个系统软件服务器（如图），就近设立分中心（指挥分部），可以是无数个分中心和一个总中心。

　　我们可以通过香港这套系统看到，既把原来传统的这些监控点进行数字化改造，又实现了全数字化的系统，这对我国正在进行的平安城市建设有积极参照价值。目前国内许多重要的地方都有了监控点，这些监控点目前存在的问题就是它缺少数字化和网络化，如果加上网络视频服务器并接到网络节点上，结合管理平台软件，我们就把原来已经架设好的局域化的监控点变成广域化的或者全数字化的系统，使你能在任何时间和任何地点获得可视信息数字流，消除地域和时间的差异实现可视多媒体信息的互动。