教材无线全球眼.docx
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教材无线全球眼
C网行业应用-无线全球眼
培训教材
(V1.0)
中国电信淮安分公司编制
二〇〇九年七月
目录
第一部分业务知识篇2
1.基本知识2
1.1业务含义2
1.2业务定位2
1.3业务类型3
第二部分技术原理篇9
2.业务原理9
2.1无线全球眼业务实现原理9
2.2无线全球眼系统的基本架构和各功能模块10
3.视频编码技术11
3.1主要视频压缩标准11
3.2MPEG-4标准14
3.3H.264标准17
4.视频服务器技术24
4.1视频服务器的工作原理24
4.2编解码器功能25
4.3视频服务器各接口标准和功能25
5.云台26
6.视频存储技术27
6.1存储方式介绍27
6.2存储方式分析28
6.3摄像头存储空间计算方法28
7.承载网和线路质量要求29
8.终端安装操作规范31
8.1摄像机安装操作规范31
8.2编码器安装操作规范35
9.客户端监控软件应用35
9.1客户端简介35
9.2客户端下载和安装说明36
9.3手机客户端操作使用说明43
10.安防相关内容48
10.1红外报警50
10.2安防监控行业技术发展50
10.3安防监控中3G视频监控方案的应用51
第三部分维护篇52
11.常见故障及处理方法52
12.组网方案53
第一部分业务知识篇
1.基本知识
1.1业务含义
中国电信全球眼-无线视频监控业务(以下简称“无线全球眼”)是“全球眼”网络视频监控业务的子集,依托“全球眼”平台及中国电信移动网络,面向全球眼应用客户提供的手机视频浏览服务及无线视频采集服务。
手机视频浏览服务指通过内置监控客户端软件(M_CU)的手机终端实现对监控现场的远程视频浏览、云镜控制、录像、视频截图等,满足客户远程视频查看、远程应急指挥的要求。
无线视频采集服务是指通过部署支持中国电信移动网络接入的全球眼前端设备(PU)实现对现场图像的实时采集,满足客户在移动场景、应急场景或临时应用场景下视频实时采集的要求。
1.2业务定位
手机视频浏览服务定位于:
已经在监控点安装(长期或临时)监控设施(或称为图像采集设施),但又需要随时随地进行视频监控的客户应用场景。
一般以手机终端作为固定监控设施(PC、监控器)、移动监控终端(具备移动上网功能的笔记本电脑、PDA)的补充,使用对象一般为管理者、外勤人员等。
1.巡查执法类:
治安监控、交通路况管理、城市服务管理、道路管理、建筑施工管理、环保污染源监控、安监危险源监控等;
2.生产经营类:
加油站管理监控、连锁门店管理监控、营业场所管理监控等;
3.劳动密集型企业生产监控(质量监控);
4.卖场/商铺商情查看:
客流、物流等;
5.企业形象宣传及产品展示。
无线视频采集服务定位于:
事先在监控点没有安装监控设施(或称为图像采集设施),但又需要及时将现场图像传送到远端指挥中心(监控中心)或相关现场情况关注方的客户应用场景。
监控现场具有流动性、临时性的特征。
1.车载监控类:
治安巡逻车载监控、交警巡逻车载监控、城管执法车载监控、工商执法车载监控、军队巡逻车载监控、营运车辆车载监控及调度管理等;
2.应急处置类:
城市应急管理、重大事故(事件)现场播报等;
3.临时监控类:
临时会场监控管理、大型活动监控管理等;
4.有线资源受限类:
地理位置较分散、有线网络无法到达场景、监控环境有线铺设相对收入回报不平衡或铺设困难,如林业、河流管理等。
1.3业务类型
无线全球眼业务包括:
手机视频浏览服务、无线视频采集服务两种类型,
业务类型
手机视频浏览
无线视频采集
业务功能
视频质量选择
实时视频传送
监控点列表浏览
前端录像
监控点搜索
主动休眠
视频实时浏览
语音唤醒
云镜控制
短信唤醒
视频截图
多码流
手机录像
网络适配
图片及录像管理
断线重连
业务监测
多卡捆绑
收藏夹
终端显示适配
业务管理功能
自服务管理
客户端下载
系统管理功能
系统配置
系统配置
业务统计
业务统计
1.3.1手机视频浏览
根据手机视频浏览业务账号(本规范中,业务账号指全球眼系统提供的认证信息)与开通该业务的手机号码的关联程度,可以分为以下两种类型:
1.手机号码松相关型。
指在业务使用过程中,不依赖手机号码,通过电信提供的手机视频浏览用户账号进行认证、计费、业务管理等。
是否需要关联手机号码使用由客户决定,通过客户自服务进行管理。
2.手机号码紧相关型。
指在业务使用过程中,依赖手机号码,将手机视频浏览业务账号绑定在特定手机号码上才能使用,在后续的登录认证、计费等过程中都直接以手机号码作为必要的关联标识。
用户账号与手机号码的绑定关系,可以在业务受理时办理,也可通过客户自服务进行管理。
独立第三方软件要求终端软件采用标准化的接口协议跟平台进行业务交互,即终端软件跟全球眼平台软件厂商无关,可由第三方厂商提供。
1.基于主流操作系统(Winmobile5/6、WinCE5、BREW2.1以上)开发。
2.可适配多款不同操作系统的终端,不同适配终端客户体验一致。
3.可以预装或空中下载方式进行软件安装。
4.要求界面友好,简洁、大方、操作方便、灵活。
5.要求基于统一UI开发的的手机客户端M_CU,保持统一业务LOGO、一致性的业务展示风格。
6.要求基于BREW操作系统客户端软件不超过500K。
基于其他操作系统得客户端软件不超过1M。
用户账号登录
指通过全球眼系统分配的用户账号作为认证信息进行登录。
用户启动客户端软件(M_CU)后,进入登录界面。
在账号密码提示输入区,输入全球眼的账号和密码,选择“账号登录”,认证成功后显示该账号授权的监控列表等。
登录前,允许用户选择是否保存登录信息、选择视频质量。
用户可根据网络环境及终端情况,选择普通画质或清晰画质(清晰画质选择只在3G网络条件下有效)。
普通画质:
指图像分辨率为QCIF(176*144)、帧率较低(一般低于10帧/秒),适合于CDMA1X网络环境。
清晰画质:
指图像分辨率为QVGA(320*240)、帧率较高(一般高于15帧/秒),整体视频质量优于普通画质,对网络及终端要求较高,要求3G网络环境和3G终端。
缺省提供“普通画质”,用户一旦选择“清晰画质”后,保存用户选项。
用户通过PC客户端方式修改密码后,需要重新输入密码,否则不能正常使用业务。
手机号码登录
此登录方式只有在紧相关业务类型或松相关业务类型下用户账号与手机号码绑定后,才可以使用。
用户启动客户端(M_CU)后,直接进入登录界面,选择“一键登录”,认证成功后显示与该手机号码绑定的监控点名称列表等。
视频质量选择要求同上。
♦客户端参数配置
提供客户端参数设置入口,用于用户手机客户端(M_CU)本地配置,包括以下内容:
1.业务访问地址;
2.客户域名;
3.云台控制步长;
4.镜头控制步长;
5.图片/录像保存地址;
各项参数设置可在用户登录之前进行操作。
♦监控列表浏览
用户登录认证成功后,在业务界面上,呈现当前用户账号所授权的监控列表。
监控列表分层显示,以树形方式排列。
设置“最近访问”列表,置于第一层目录的最上端。
“最近访问”表中监控点可不分层,直接显示。
最近访问列表中保存的监控点数目不超过5个。
根据当前用户手机号码关联的用户账号归属企业客户的不同情况,以不同方式进行呈现:
⏹如关联的用户账号仅归属一个企业客户时,用户登录后直接在业务界面上呈现当前用户账号所授权的监控列表;
⏹如关联的用户账号归属两个及以上企业客户时,用户登录后业务界面显示其归属的企业客户名称列表。
用户可以选择需要进入的企业客户名称后,进入该企业客户下当前用户账号所授权的监控列表。
在业务界面呈现监控列表时,以不同的状态显示监控点的是否在线。
♦监控点搜索
提供监控点搜索功能,以便于用户迅速查找到目标监控点。
支持关键字搜索功能,用户可输入任意关键字进行模糊搜索(符合或包含)。
♦实时视频浏览
远程实时视频浏览是最主要业务功能,指用户可以实时浏览各监控点视频图像,支持开始浏览、暂停浏览、退出浏览等功能。
用户需要暂停当前播放的监控视频时,可以在视频控制区点击“暂停”按钮,要求停止当前视频,系统即断开与用户的直播连接并释放资源;停止后播放窗口保持最后一帧图像。
再次点击后,该监控点视频重新连接。
用户在视频控制区点击“退出”按钮,客户端退出当前视频浏览,并关闭播放窗口,返回到上一级业务界面。
♦云镜控制
要求客户端实现对云台、镜头的远程控制功能:
(1)云台控制
在视频浏览状态下,用户可通过操作手机客户端M_CU视频控制区的方向导向图标,指示云台向左、向右、向上、向下转动。
(2)镜头控制
在视频浏览状态下,用户可通过操作手机客户端M_CU视频控制区的控制图标,实现镜头的拉近拉远及光圈的变倍调节。
(3)步进值设置
用户通过手机客户端M_CU的参数配置功能,对于云台转动和镜头缩放操控时的步进值进行设置。
(4)云镜抢占模式
在多个用户同时对同一监控点云镜操作的情况下,由系统来判断操作优先顺序。
该功能遵循全球眼已具备云镜抢占机制(包括默认抢占时延等)。
♦视频截图
在实时视频浏览状态下,用户可以点击控制界面上的“截图”按钮,要求手机立即抓拍当前帧图像,并按预置路径存放。
M_CU对截图后的图片采用JPEG格式保存,在文件名字上采用监控点名称+日期+3位随机码的方式,例如“浦东南路”监控点8月8日所拍照片文件名为“浦东南路0808321.jpg”。
保存地址为手机存储器或扩展卡存储器。
如存储空间不足,则以文字和声音的方式提示用户保存失败转入另一个存储介质。
如果两个保存介质皆失败则提示用户保存失败,并停止图像抓拍操作。
默认存在系统多媒体目录,用户可配置。
♦手机录像
在实时视频浏览状态下,用户可以通过操作手机客户端M_CU视频控制区的录像图标,对当前视频进行录像。
录像命名格式及存储同图片。
♦图片及录像管理
在登录界面及监控点列表界面,提供图片管理入口,利用手机自带的通用图片播放工具、视频播放工具对前期存储的图片、录像进行播放。
要求用户可在登录前进行本地图片浏览、管理。
宜支持在查阅图片时,采用彩信方式直接发送图片。
♦业务检测
当用户在使用业务出现异常或进行业务自测时,为了便于用户进行自诊断,系统提供业务检测能力,包括业务测试和业务信息收集与记录:
1.业务测试
提供本地视频点播服务,检测用户端到系统间的业务能力,如用户端点播成功,可以排除用户终端、无线网络、用户卡及业务认证和视频流的故障。
2.业务信息收集与记录
包括:
用户MDN号码、手机终端信息(包括终端型号、软件版本等)收集、用户登录和访问的轨迹记录等。
信息收集后,建立业务访问检测记录,并存储该信息;提供相应的管理功能,如用户调阅、搜索、定位查找、详情查看等,便于问题分析和定位。
♦收藏夹
用户通过提供的加入收藏夹功能,将感兴趣或者需要经常访问的监控点名称加入到当前收藏夹中。
用户进入收藏夹后,显示其用户权限内的用户事先选择收藏的监控点名称列表。
用户可直接调用收藏夹内监控点。
允许用户删除收藏夹中的一个或多个监控点。
1.3.2无线视频采集
无线全球眼采用结合了CDMA数据通讯功能和数字视频编码功能的一体化无线网络视频服务器产品。
把摄像机采集的模拟图像经过视频压缩编码模块压缩,再通过智能无线通讯终端发射到CDMA网络,实现与视频监控平台间的视频数据的交互、发送/接收、加解密、链路控制等功能。
通过与视频监控平台的对接,无线全球眼有效整合了CDMA网络和Internet网络的优势,解决了车载等移动状态或无法通过有线传输场景下的视频监控需求,是中国电信全球眼业务的拓展与补充。
无线视频服务器集视频采集、图像压缩、无线网络传输等功能为一体的数字视频处理系统;集成标准I/O接口和串口为一体;嵌入式设计,接通电源便可以独立工作;把采集的模拟视频,压缩编码后,变成数字图像信息,同时无线CDMA模块自动把数字视频传输到因特网网络上(或VPDN专网)。
在因特网上设立一个“移动视频网关”服务器,收集各处传输进来的数字视频;再转发给联网的用户。
移动视频网关可设置和启动WEB服务功能,方便用户使用IE浏览器访问视频等资源。
用户可以通过IE浏览器或者专用客户端软件,登陆“移动视频网关”进行实时图像监控。
“无线设备+移动网关+客户端”的系统结构,保证无线设备可以分散在全国各地,用户也可以在任何地方,只要能联网,就可以采集视频图像,就可以观看无线视频。
第二部分技术原理篇
2.业务原理
2.1无线全球眼业务实现原理
为适应移动视频监控业务需求,在升级现有全球眼网络视频监控系统基础上再增加部分网元构建具有无线视频监控功能的全球眼系统,为全球眼用户提供具备固定、移动接入的监控业务。
该系统主要由四部分组成:
中心服务平台、客户监控点、客户端(包括客户监控中心、PC客户端和手机客户端)、承载网络,如图11.2.1所示。
图.2.1全球眼系统组成示意图
本部分着重介绍新增网元和功能,其他内容参见先前发布的相关文档。
用于客户监控点的前端设备新增无线PU(R_PU)和手机PU(M_PU),R_PU包含无线视频服务器和无线IPC两种形态,无线视频服务器\无线IPC通过中国电信CDMA1X、EVDO移动数据网络接入IP网络,主要服务于无线网络环境下的前端视频监控应用。
手机PU采用在手机安装软件方式实现,使手机成为全球眼平台的前端设备,主要服务于单兵方式的应用。
客户端中新增手机软客户端,用于客户在移动终端上通过手机客户端软件对客户监控点进行监控。
2.2无线全球眼系统的基本架构和各功能模块
原有全球眼平台主要包括中心管理服务器(CMS)、视频分发单元(VTDU)、网络录像单元(NRU)、前端单元(PU)和客户端单元(CU)等网元,在增加无线视频监控功能后,全球眼平台新增网元包括无线视频监控业务应用平台(MSP)、媒体访问单元(VAU)和移动终端客户端单元(M_CU)。
同时无线视频监控业务需应用其它现网能力:
包括移动流媒体系统(PSS)、WAP网关(WAPGW)等网元。
另外,PU也新增了无线视频服务器\无线IPC和手机PU等新的形态。
架构如图11.2.2所示。
图2.2全球眼系统逻辑架构图
以下重点介绍新增网元:
3MSP
MSP是全球眼无线视频监控业务门户。
主要实现业务的统一接入访问入口,用户认证入口,用户监控列表展示,并通过与CMS进行信息交互,完成用户认证、监控列表查询、用户账户信息同步及客户自服务管理等功能。
4VAU
VAU即视频接入单元,是全球眼无线视频监控业务中实现无线视频监控应用的关键网元,实现移动业务网络与全球眼无线视频监控网络之间的媒体和PTZ交互。
主要功能包括:
Ø接入CMS,向CMS发出媒体访问请求,实现媒体会话的建立;
Ø对来自PU的各种不同音视频内容的编码转换;
Ø实现对VAU中转码完成码流或前端3GP码流的复制分发;
Ø代理M_CU的请求,实现对云镜的控制功能;
Ø可采集一定时长内所有用户媒体访问的计费信息。
5M_CU
移动网络中视频监控的客户端单元,方案中的业务发起方,即系统中的移动客户端软件。
完成业务请求/认证等发起、监控列表页面等解析、视频流的解码和播放、发送云镜控制(PTZ)消息等功能。
M_CU终端兼容的手机操作系统平台类型包括:
WindowsMobile、Brew、WindowsCE。
6PU
PU新增加无线PU(R_PU)和手机PU(M_PU)两种类型。
R_PU提供使用CDMA1x\EVDO作为接入网络的功能。
M_PU主要作用是使手机终端成为全球眼的前端设备,实现随时随地的前端视频提供。
7PSS
PSS是移动网络中的流媒体服务器,是系统中处理媒体流分发的网元。
主要响应从WAPGW发送过来的客户端(M_CU)业务请求消息,与M_CU、VAU协同完成从VAU实时获取流媒体内容到M_CU的流媒体分发过程。
该服务器基本采用标准的RTSP、RTP、TCP协议。
8WAP网关
MSP通过WAP网关获取用户手机号码,进行手机号码紧相关业务的应用。
3.视频编码技术
3.1主要视频压缩标准
1)MJPEG
MJPEG是指MotionJPEG,即动态JPEG,按照25帧/秒速度使用JPEG算法压缩视频信号,完成动态视频的压缩。
是由JPEG专家组制订的,其图像格式是对每一帧进行压缩,通常可达到6:
1的压缩率,但这个比率相对来说仍然不足。
就像每一帧都是独立的图像一样。
MJPEG图像流的单元就是一帧一帧的JPEG画片。
因为每帧都可任意存取,所以MJPEG常被用于视频编辑系统。
动态JPEG能产生高质量、全屏、全运动的视频,但是,它需要依赖附加的硬件。
而且,由于MJPEG不是一个标准化的格式,各厂家都有自己版本的MJPEG,双方的文件无法互相识别。
MJPEG的优点是画质还比较清晰,缺点是压缩率低,占用带宽很大。
一般单路占用带宽2M左右。
2)H.263
H.263视频编码标准是专为中高质量运动图像压缩所设计的低码率图像压缩标准。
H.263采用运动视频编码中常见的编码方法,将编码过程分为帧内编码和帧间编码两个部分。
埃帧内用改进的DCT变换并量化,在帧间采用1/2象素运动矢量预测补偿技术,使运动补偿更加精确,量化后适用改进的变长编码表(VLC)地量化数据进行熵编码,得到最终的编码系数。
H.263标准压缩率较高,CIF格式全实时模式下单路占用带宽一般在几百左右,具体占用带宽视画面运动量多少而不同。
缺点是画质相对差一些,占用带宽随画面运动的复杂度而大幅变化。
3)MPEG-1VCD标准。
制定于1992年,为工业级标准而设计,可适用于不同带宽的设备,如CD-ROM,Video-CD、CD-i。
它用于传输1.5Mbps数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码,经过MPEG-1标准压缩后,视频数据压缩率为1/100~1/200,影视图像的分辨率为360×240×30(NTSC制)或360×288×25(PAL制),它的质量要比家用录像系统(VHS-VideoHomeSystem)的质量略高。
音频压缩率为1/6.5,声音接近于CD-DA的质量。
MPEG-1允许超过70分钟的高质量的视频和音频存储在一张CD-ROM盘上。
VCD采用的就是MPEG-1的标准,该标准是一个面向家庭电视质量级的视频、音频压缩标准。
MPEG-1的编码速率最高可达4-5Mbits/sec,但随着速率的提高,其解码后的图象质量有所降低。
MPEG-1也被用于数字电话网络上的视频传输,如非对称数字用户线路(ADSL),视频点播(VOD),以及教育网络等。
同时,MPEG-1也可被用做记录媒体或是在INTERNET上传输音频。
MPEG1标准占用的网络带宽在1.5M左右。
4)MPEG-2DVD标准。
制定于1994年,设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率,主要针对高清晰度电视(HDTV)的需要,传输速率在3-10Mbits/sec间,与MPEG-1兼容,适用于1.5~60Mbps甚至更高的编码范围。
分辨率为720×480×30(NTSC制)或720×576×25(PAL制)。
影视图像的质量是广播级的质量,声音也是接近于CD-DA的质量。
MPEG-2是家用视频制式(VHS)录像带分辨率的两倍。
MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道,和多达7个伴音声道(DVD可有8种语言配音的原因)。
由于MPEG-2在设计时的巧妙处理,使得大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据,如VCD。
除了做为DVD的指定标准外,MPEG-2还可用于为广播,有线电视网,电缆网络以及多级多点的直播(DirectBroadcastSatellite)提供广播级的数字视频。
MPEG-2的另一特点是,其可提供一个较广的范围改变压缩比,以适应不同画面质量,存储容量,以及带宽的要求。
对于最终用户来说,由于现存电视机分辨率限制,MPEG-2所带来的高清晰度画面质量(如DVD画面)在电视上效果并不明显,到是其音频特性(如加重低音,多伴音声道等)更引人注目。
MPEG-2的画质质量最好,但同时占用带宽也非常大,在4M~15M之间,不太适于远程传输。
5)MPEG-4
如果说,MPEG-1“文件小,但质量差”;而MPEG-2则“质量好,但更占空间”的话,那么MPEG-4则很好的结合了前两者的优点。
它于1998年10月定案,在1999年1月成为一个国际性标准,随后为扩展用途又进行了第二版的开发,于1999年底结束。
MPEG-4是超低码率运动图像和语言的压缩标准,它不仅是针对一定比特率下的视频、音频编码,更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。
MPEG-4标准主要应用于视像电话(VideoPhone),视像电子邮件(VideoEmail)和电子新闻(ElectronicNews)等,其传输速率要求较低,在4800-64Kbits/sec之间,分辨率为176X144。
MPEG-4利用很窄的带宽,通过帧重建技术,压缩和传输数据,以求以最少的数据获得最佳的图象质量。
与MPEG-1和MPEG-2相比,MPEG-4为多媒体数据压缩提供了一个更为广阔的平台。
它更多定义的是一种格式、一种架构,而不是具体的算法。
它可以将各种各样的多媒体技术充分用进来,包括压缩本身的一些工具、算法,也包括图像合成、语音合成等技术。
MPEG-4的特点是其更适于交互AV服务以及远程监控。
MPEG-4是第一个使你由被动变为主动(不再只是观看,允许你加入其中,即有交互性)的动态图象标准;它的另一个特点是其综合性;从根源上说,MPEG-4试图将自然物体与人造物体相溶合(视觉效果意义上的)。
MPEG-4的设计目标还有更广的适应性和可扩展性。
MPEG4标准的占用带宽可调,占用带宽与图像的清晰度成正比。
以目前的技术,一般占用带宽大致在几百K左右。
3.2MPEG-4标准
运动图像专家组MPEG于1999年2月正式公布了MPEG-4(ISO/IEC14496)标准第一版本。
同年年底MPEG-4第二版亦告底定,且于2000年年初正式成为国际标准。
MPEG-4与MPEG-1和MPEG-2有很大的不同。
MPEG-4不只是具体压缩算法,它是针对数字电视、交互式绘图应用(影音合成内容)、交互式多媒体(WWW、资料撷取与分散)等整合及压缩技术的需求而制定的国际标准。
MPEG-4标准将众多的多媒体应用集成于一个完整的框架内,旨在为多媒体通信及应用环境提供标准的算法及工具,从而建立起一种能被多媒体传输、存储、检索等应用领域普遍采用的统一数据格式。
MPEG-4的编码理念是:
MPEG-4标准同以前标准的最显著的差别在于它是采用基于对象的编码理念,即在编码时将一幅景物分成若干在时间和空间上相互联系的视频音频对象,分别编码后,再经过复用传输到接收端,然后再对不同的对象分别解码,从而组合成所需要的视频和音频。
这样既方便我们对不同的对象采用不同的编码方法和表示方法,又有利于不同数据类型间的融合,并且这样也可以方便的实现对于各种对象的操作及编辑。
例如,我们可以将一个卡通人物放在真实的场景中,或者将真人置于一
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