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1、第 #( 卷VQ4%(第 & 期94&!% 年 ! 月WC?4 !%电子设计工程TQCMGHM UCIA TACCH= 视频压缩编码技术变电 站 视频 监 控 系统 的 最 主要 的 功 能 就 是 实 现 对 前 端 变电 站 的 环境 及 实 际图 像 进 行自 动 监 视% 告 警 和 记 录 ! 存 储& 由于图像的原始数据量较大#只有经过压缩编码后才能 在现有的通讯网上进行传输并存储记录到硬盘上# 所以图像压缩处理技术是变电站遥视系统最关键的技术& 因网络传输 业务量随着变电站的增加而大量增加#如果图像压缩标准选 择不当#将严重威胁计算机网络的安全&目前最新的编解码标准 .4!0*X
2、6V+ 是 1YT:8* 的第 #7 部 分 # 简 称 .4!0* Z%8!& .4!0* 标 准 中 有 很 多 优 点 # 如 统 一 的 V+ 符号编码#高精度%多模式的位移估计#基于 * 块的整 数变换% 分层的编码语法等& 在同等的图像质量条件下#.4!0* 的压缩率比 1YT:8* 高 %#! 倍# 比 .4!0& 节约 左 右 的码率& 同时它满足不同速率%不同解析度以及不同传输场 合或存储的需要#而变电站监控系统需要对多个分散的场所 进 行 监 控# 要 求 较 高的 图 像 质量 和 一 定的 实 时 性# 因 此 本 系 统采用 .4!0* 对视频信号进行压缩&=? 流媒
3、体传输方式流媒体传输方式Z&有单播%广播和组播 & 种方式& 单播是 在发送方和每一接收者之间建立独立的数据信道& 如果只有 少量客户端访问#不会造成堵塞问题& 但是#当有大量的用户 需要 同 一 份数 据 包 的拷 贝 时 # 容易 造 成 网络 堵 塞 广播 是 指 在 3Y 子网内广播数据包# 所有在子网内部的主机不管用户 是否需要都将收到这些数据包#极易引起广播风暴而且安全 性不 高 # 同 时广 播 数 据不 能 越 过路 由 器 # 从而 使 位 于不 同 网 段的机器不能接收到广播消息组播是一种允许一个或多个!%!桑小兵 视频监控系统在无人值守变电站的应用发送者发送单一的数据包到
4、多个接收者的网络技术! 组播源 把数据包发送到特定组播组而只有属于该组播组的地址才 能接收到数据包! 组播可以大大节省网络带宽克服了单播 和广播两种传输方式的缺点适合要求规模化和短时延的视 频监控系统! 变电站视频监控系统结构变电 站 视频 监 控 系统678 由 分 站系 统 # 通 讯 系 统 和 主 站 系统 9 大部分组成! 远程各分站的图像视频信号由视频网络编 码器采集压缩成数字信号经 :! 或 ;8后进行播放! 主站系统当地图 像可由视频网络编码器直接接入系统局域网图像数据通过 以太网传输到需要显示的工作站上! 系统结构如图 ! 所示!# 分站系统分站 系 统 主要 由 电 视监
5、控 设 备# 视 频 网 络 编 码 器 # 解 码 器#视频分割器#当地监视器及其他可选附加设备等构成!$%$ 分站系统的主要功能图 ! 变电站视频监控系统结构图#$% ! &()*)(+ ,#-$(-. /0 1)21-#/3 4#,+/ ./3#/(#3$ 151+.输#音频信号采集压缩与传输#云台镜头控制#报警信号检测!图像传输 将摄像机和麦克风采集的音视频信号进行 处 理 $ 视频 切 换 # 多画 面 分 割% 将 处 理 后的 模 拟 音视 频 信 号 数字化压缩并将压缩后的图像数据传输到主站!?!远程控制 接收主站系统的远程指令 根据指令要求 切 换 视 频源 或 对 云台 和
6、 镜 头等 监 控 设备 或 其 他开 关 设 备 进 行控制!9!全天录像 视频网络编码器可进行全天 ?7 小时不间 断录 像 硬 盘空 间 占 满后 将 自 动覆 盖 以 前图 像 用 户可 根 据 需要回放录像并剪辑输出到 盘等备份设备里!7!自动报警 分站的某一监控点有报警信号时 自动将 视频输入切换到该报警点并立即把报警信号及相应图像传 送到主站端视频网络编码器同时可启动移动侦测录像或者 报警录像!$! 分站系统的主要设备!电视监控设备 电视监控设备主要包括各种类型的摄 像机 $ 固定 摄 像 机# 带 云 台 普通 摄 像 机# 一 体 化 球形 摄 像 机 和无线摄像机%#各种报
7、警探测器$红外防盗报警器# 红外测 温仪 # 烟 感 温度 报 警 器和 气 体 泄漏 报 警 器% 以 及 灯 光和 警 笛 等其他相关专用设备!?!视频网络编码器 视频网络编码器是监控前端的核心 设 备 集成 了 视 频信 号 数 字化 与 压 缩# 压 缩 图 像数 据 网 络传及处理#!A 或 B 画面分割及图像动态检测#移动侦测录像#定 时录像#报警录像等功能!视频 网 络 编码 器 图 像 传 输 端 口 具 有 ? 种 模 式C :! 口 和 以太网口! 端口模式选择通过软件配置不需要跳线或拨码 开关! 传输端口配置成以太网口模式可直接与光端机以太 网口 连 接 中间 不 需 要
8、任 何 转 换设 备 也 可以 与 以 太网 集 线 器相连接入以太网! 视频输出接口可以接监视器以供本地 监控视频信号可以在 !A 路视频输入中选择! 其中主上传通 道接至视频切换器的输出口以便远程图像切换和分割& 对云 台 摄 像 机及 镜 头 的控 制 # 灯 光开 关 的 控制 均 通 过解 码 器 实 现视频网络编码器与各云台镜头控制解码器之间通讯采用 D&E7F 总线结构& 报警信号接至视频网络编码器的输入端 口 同时 接 收 视频 网 络 编码 器 发 送的 联 动 控制 命 令 控制 联 动设备一台视频网络编码器最多可接 !A 个报警信号输入& 所 有 摄像 机 的 视频 输
9、出 信号 都 通 过各 自 独 立的 视 频 电 缆 接 至视频网络编码器的各个视频输入端一台视频网络编码器 最多可接 ! 台摄像机!9!解码器 解码器里集成了云台镜头控制器和灯光控制 器接收视频网络编码器的控制命令对云台和摄像机实施控 制 有室 内 # 室 外# 球 机 9 种 型号 的 云 台控 制 器 & 通过 灯 光 控 制器可进行远程开光灯操作!G!电子设计工程!#$ 年第 % 期8#视频分割器 为了节省带宽!变电站的图像通过一路 主通道上传!分站端就要增加视频分割器 它的输出口与视 频网络编码器的主上传通道相连!主站端通过一个窗口浏览 该站图像!视频分割器方便用户进行图像切换和分割
10、 它有$9 路和 : 路两种型号!与 $9 路和 : 路视频网络编码器相对应! 通讯系统!# 网络结构远程 控 制 前端 的 视 频网 络 编 码器 与 主 站 系 统 以 太 网 远 程桥接器之间!采用光纤接口#;$ 口$连接% 主站系统用以太 网远 程 桥 接器 与 交 换机 相 连 ! 接入 主 站 端的 系 统 网络 &9?%! 网络性能网络 硬 件 设备 采 用 先进 的 进 口设 备 ! 确 保 稳 定 ( 可 靠 与 安全!具有强抗干扰能力% 网络结构具有良好的可扩展性!可 以根据日后的需要灵活地增加配置% 网络提供多种方式的接 口!可方便地与现有设备相连!避免资源浪费%!$ 主
11、站系统主站系统一般设在办公大楼! 由以太网远程桥接器( 网 络交换机(系统服务器和系统工作站组成% 主站系统结构如 图 ! 所示%图 ! 主站系统结构图&() ! *+,-.+-,/ 01(,12 34 536+ 676+/2$# 系统服务器 系统服务器的主要功能是启动图像上传( 转 发 工作 站 命 令( 远 程 录 像回 放 ( 处 理多 个 监 控客 户 终 端的 任务调度(监控终端用户访问控制(报警处理(系统数据库管 理以及远程操作视频网络编码器%!#系统工作站 监控工作站微机配置在主控机房( 调度 室 ( 主 管 领导 办 公 室和 其 他 相关 单 位 ! 安装 图 像 监控 用
12、户 端 软件% 监控工作站用户必须由系统管理员在系统数据库中注 册!根据职责授予不同的权限和控制优先级% 用户通过用户 名和 口 令 登陆 系 统 ! 在系 统 管 理员 授 予 相应 的 权 限下 ! 可 获 得图像 监 视( 语 音 对 讲( 远 程 控 制( 录 像 ( 照 像以 及 语 音报 警 功能%#以太网远程桥接器 主站系统局域网通过以太网远程 桥与多个远程监控前端实现双向数据通讯!以太网桥接器具$B!有 $A#BB C16/ DE 接 口 和 标 准 的 ;# 接 口 ! 提 供 FGH 和 IGH 之间的桥接!实现以太网和广域网数据流的双向转发! 可与远程监控分站的视频编码器
13、同时进行数据通讯! 实现帧 过渡(地址表维护(流量控制等多项功能%8#网络交换机 主站系统局域网采用 $BJ$ 以太网交 换机! 划分为 % 个 KFGH 区!$!$! 口用作接收分站端视频数 据!$%!$9 口接视频服务器!$L! 口接调度网或 L;JGH D9 KFD; C8GD FD98;DK89: LHL;F DK LJ#L;8D9 ()*+%9L;KJF9;8D9IV9DAD:HQ ,-Z%0,&_,P1,Z+(,* 穆战松! 黄挚雄+ 基于4+,P2的远程数字视频监控系统()*+计算机与数字工程!,-P!2%/&_0/P10/.+f RV9!LD9:Q4fS56 RV8!W8D9:
14、+ S KFD; C8GD FD98;DK89: LHL;F #LG D9 4+,P2 ()*+ 3DFEJ;K 9G B8:8;A&9:89K89:!,-P!2%/&_0/P10/.+(/* 何小海!滕奇志+ 图像通信(*+西安$西安电子科技大学出 版社!,-$/,Y1/+(2* 彭强!杨天武!陈维荣!远程视频监控系统中的解码技术及 显示控制策略()*!电力系统自动化!,-,!,P%.&$PP+N&56 b89:Q?S56 89!OJQ34&5 8!KD9:+ X8GD GIDG89: 9G G8LEAH ID9;KDA ;VIV98cJL DK G8L;K8#J;G KFD; C8GD F
15、D98;DK89: LHL;F ()*+ SJ;DF;8D9 D &AI;K8I NDOK UHL;FL!,-,!,P%.&$PP+(* 唐慧明! 张健!变电站远程图像监控系统设计()*!电力系统自动化!,-0!,%Y&$P+S56 4J8!F89:QRV9: )89+BL8:9 D C8GD LJKC8AA9I LHL;F DK LJ#L;8D9 ()*!SJ;DF;8D9 D &AI;K8I NDOK UHL;FLQ ,-0!,%Y&$P+(P* 李功新!林国贤!朱忠勇+变电站远程视频辅助监控系统设计与实现()*+福建电力与电工!,-Z!,Z%/&_/01/2+M% 6D9:!W89QM%5 6JD!W89QR4f RVD9:!HD9:+ BL8:9 9G KA8i;8D9 D ;A!C8GD IILLDK8A LHL;F DK LJ#L;8D9L ()*+Jd89 NDOK 9G &AI;K8IA &9:89K89:Q ,-Z!,Z%/&_/01/2+