杨帆
成都地铁运营有限公司四川成都610000
摘要：通过视频监控组网形式、编码方式及图像分辨率介绍及特点分析，探讨了高清视频监控系统应用及展望。
关键词：模拟视频、数字视频、高清、编解码、分辨率
1.概述
城市轨道交通视频监控系统是保障行车组织和安全的重要手段，一般分专用和公安两部分。其中，专用视频监控系统为运营人员提供列车运行、客流情况、设备状态等视觉信息，正常情况下为运营指挥服务，突发情况时作救援抢险用；公安视频监控系统为维护日常治安及处理突发犯罪提供监视，以便及时发现、震慑和打击违法犯罪行为，为缉查破案提供录像取证。地铁空间具有人员大量聚集、流动性强的特点，近年随着轨道交通迅猛发展，客流不断增大，急需实现全过程、全方位的高清视频监控，传统的模式视频分辨率已逐渐不满足使用需求，对图像清晰度的需求已从看到变为看清。
2.视频监控的发展
视频监控按发展历程基本可划分三个阶段，九十年代及之前采用的模拟监控、本世纪初出现的准数字监控、和近些年兴起的全数字视频监控（IP视频监控）。随着行业技术发展，纯模拟监控系统已退出市场，准数字监控也已大幅萎缩，而以高清720P和1080P的IP摄像机大规模使用为代表的IP视频监控的自2010年起开始迅速增长。
2.1模拟视频监控
模拟监控系统是以模拟标清视频信号为基础，大容量视频矩阵和VCR为核心，辅以视频分配、字符叠加等组成的模拟系列，其前端摄像机、车站组网及车站至控制中心间的视频信号均采用模拟技术。
特点是系统独立，一定范围内图像质量很好，但因采用同轴电缆传输，在较短距离内衰减很小，但超过一定距离（200m-300m）就需视频放大器放大。但在实际应用中如进行两级放大，图像有明显失真，甚至扭曲变形出现黑色横纹；数据、控制或音频信号需单独敷缆，随着监控点位增加成本会成倍增加；视频合成、图像选择过程复杂，同时采用卡带式录像机，查询困难，不适于大容量存储分布性和冗余性要求。
2.2准数字视频监控
为远距、高清、同步多路传输音/视频信号，准数字视频系统应运而生，准数字系统是以DVR/IPSAN等存储和编解码技术为核心，辅以数字传输系统的监控系列,摄像机的模拟视频信号在引入机房后进行数字编码、压缩，通过传输或计算机网络提供通道进行传输，控制中心解码后转换为模拟信号输出到显示设备。
特点是车站组网仍为模拟技术，在录像及车站与控制中心的传输中采用数字技术，由于远距离传输采用光传输网络，节省光纤资源，享受传输系统保护机制，可多点调看，技术出现时正值国内城市轨道交通建设高速发展期，因此，目前国内应用较广。
近年来随着视频清晰度要求提升，在一些改造难度较大的既有线，或某些不能接受网络延时、网络风暴影响的极端需要安全和超快速监控的行业中，出现了模拟高清,主要有HD-SDI和HDCVI/HDTVI两种方式。
2.3全数字视频监控
全数字视频监控是相对准数字视频监控而言，是以计算机局域网与视频压缩技术为核心，辅以数字传输系统的监控系列，车站组网、录像及车站至控制中心传输均采用数字方式，摄像机方面IP网络摄像机、半网络HD-SDI摄像机均有应用，但HD-SDI由于其技术特点在轨道交通行业应用较少，随着高清监控原网络带宽和存储技术两大瓶颈突破，全数字高清视频监控近年已成为行业新建线路首选。
特点是前端摄像机将图像编码，通过网络将数字化数据传至机房并分发给存储和调看终端，通过传输通道传送至控制中心调看和存储冗余，相较传统的监控系统，网络稳定性、带宽、存储容量、终端解码能力是比较关键的技术指标,由于现在的IP摄像机都提供光接口，因此图像干扰、抖动、畸变等问题也不复存在,更符合监控系统高清化、数字化、网络化的发展趋势。
3.视频编解码及图像分辨率
目前监控行业中视频编码技术主要采用M-JPEG、MPEG1/2、MPEG4、H.264、H.265等几种。国际上制定视频编解码技术的组织有两个，一是“国际电联（ITU-T）”，制定的标准有H.261、H.263、H.263+、H.264、H.265等，二是“国际标准化组织（ISO）”，制定的标准有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。
视频监控从模拟发展到数字，图像清晰度有了明显提升，视频质量经历了QCIF、CIF、HALFD1、4CIF/D1等阶段，从08年推行高清概念始，分辨率从以往的4:3变换为16:9，主要有准高清720P、半高清1080i、全高清1080P等几种分辨率。随着图像控制器技术发展，无论是模拟摄像机还是数字摄像机的清晰度都有很大提升,图像水平分辨率高于720线的基本就可称为高清，近两年则更进一步发展出超高清4K、8K，但带宽和存储的限制让超高清技术目前无法大规模使用。
5.总结
用户需求的发展总是引领着技术的更新换代，当前城市轨道交通视频监控正向着数字化、网络化、高清化、智能化的方向发展，高清监视技术的使用，大大提升了视频的清晰度，更易实现精准化的智能分析，工作人员也可从海量数据中解脱出来，随着网络技术的迅猛发展掀起的网络化浪潮，采用全数字高清视频监控更能满足目前轨道交通视频监控需求，而针对一些改造难度较大的既有线，采用模拟高清技术进行改造也是一种节约成本并行之有效的方案。随着视频监控新技术、新功能的涌现，系统建设应结合用户需求以及新技术的发展，探寻更经济、合理、先进、可靠的技术方案。
参考文献：
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[2]:黄兴斌.探讨数字高清视频监控系统在轨道交通中的应用[J].数字技术与应用,2013年第5期
[3]:陆海亭.城市轨道交通视频监控系统的回顾与展望[J].都市快轨交通,2014年27卷第5期