最新UVC统一视讯平台的实现与应用项目可行性研究报告.docx
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最新UVC统一视讯平台的实现与应用项目可行性研究报告
UVC统一视讯平台的实现与应用可行性研究报告
1.需求分析
1.1背景分析
随着IP网络和视频技术的飞速发展，视频通信在如今的医疗、教育、政府、交通等各个方面得到了广泛的应用，应用方式也随着一开始的视频监控、视频会议等单一应用向着视频监控、视频会议、语音通信综合应用的多元化方向发展。
传统的会议系统建设中，其组网依赖于专业的视频会议设备（如MCU、会议终端等），设备间的通信要求遵循严格的协议体系（如H.323/SIP等）;而视频监控系统则更多侧重于单向视频传输，多路集中显示，设备远程控制，通常由前端编码设备、管理控制平台和集中解码设备组成。
因此，对于需要同时部署视频会议和视频监控两种应用的用户来说，往往要建设两套网络，一套采用MCU和会议终端来构成视频会议网络，一套采用视频编、解码器和管理控制平台构成视频监控网络。
这样就带来三个主要问题：
1）造成投资的浪费；
2）增加了维护的复杂性；
3）资源无法有效共享。
而实际上，视频会议和视频监控这两个系统本身有一些共性，如：
1）两者均采用相同的视频编解码技术；
2）均由中心服务器实现视频码流的交换与分发。
同时，视频会议和视频监控经常需要融合应用，用户往往需要同时调用视频会议和视频监控两类视频信号进行分析处理。
所以，从用于应用需求分析，通常情况下视频会议和视频监控两个应用可独立运行，而特殊情况下，也需要两种应用的融合。
当然，上述应用的最优方案是两种业务应用在一个统一的服务平台上实现。
1.2建设目标
在用户需求的基础上，通过一个平台实现视频监控、视频会议、语音通信等多种业务，无需独立建设，分散管理各个系统，管理人员可集中进行监控系统与视频会议系统语音同通信系统的所有资源调度，配置管理。
通过一体化平台，实现视频监控联网、日常视频会议、人员培训、协调办公、电话系统等多种业务功能。
需实现以下目标：
1.2.1统一的可视化管理
系统通过统一部署调度视频监控系统和视频会议系统的所有资源，无需管理员单独分别管理各个系统，集中管理，便捷快速。
系统可实现已建的视频监控系统的数字化接入，达到视频资源的共享，支持在视频会议召开的同时将任何一个或多个监控画面及声音传送到视频会议的与会会场，做到音视频数字化转换的融合，实现视频会议与视频监控的无缝对接，统一管理、统一调度，节省用户投资。
1.2.2便捷的部门沟通和互动
实现各级部门之间召开不同规模的视频会议，系统中的视频会议功能，可在低带宽网络条件下提供动态、实时、清晰流畅的高品质画面以及高保真的声音和数据功能，提供高品质的视频通信应用。
系统的1080P高速动态图像功能和自动唇音同步功能，可提供良好的沟通性能，为用户提供一种便捷式的面对面的沟通方式。
1.2.3实时的现场分析与决策
系统的一体化功能，可实现在视频会议中调取监控图像进行查看，并由主席广播转发至各与会会场。
通过系统中的视频监控功能，可全方位监看监控现场的实时情况，各与会会场可就现场情况进行及时分析，并通过会议沟通进行多方决策，达到对事件的快速高效处理。
1.2.4完备的事后讨论和总结
系统中的视频录播服务器可以对视频会议和视频监控图像同时进行录像，并进行文件备份。
视频会议中支持双流会议功能，可通过系统的双流会议实现文件的共享功能，从而实现远程培训和远程支持等业务应用。
同时，可通过视频视频录播服务器对全过程进行录像备份，日后可通过录像文件的回放进行学习，或对事件进行分析、讨论及总结。
1.3平台设计的先进性特征
Ø会议、监控、语音设备统一部署，统一管理；
Ø灵活的终端模式、高清、融合；
Ø终端支持平板遥控操作；
Ø终端多业务整合，同一终端可同时参会并运行监控功能；
Ø系统采用H.264HighProfile编解码技术，支持高清视频的低带宽传输；
ØAAC+语音编解码技术；
Ø公网传输优化技术，抗丢包率达30%；
Ø可接入H.323、SIP设备；
Ø可接入标准H.323、SIP协议视频会议系统；
Ø可接入GB/T28181监控系统。
1.
2.解决方案
2
2.1平台概述
UVC统一视讯平台，基于“云”的技术架构和服务模式，可综合实现视频监控、视频会议、语音通信、融合通信等多种应用，管理人员可集中对平台内任意资源调度，配置管理。
平台采用软交换技术、高清数字视频编解码技术、多媒体传输智能网络适应技术和数据协同处理技术，可在低带宽网络条件下提供动态、实时、清晰流畅高品质画面、高保真的声音和数据功能，提供高品质的视频通信应用。
平台支持H.265、H.264编解码；支持SIP、H.323、GB/T28181、ONVIF等多种协议；具有很强的兼容性，能够综合接入已有的国标监控系统、H.323视频会议系统、语音通信系统。
平台基于IP网络，可应用于政企专网、企业公网、卫星网络与各类无线网络等通讯网络。
支持分布式服务级联部署方案，解决多级大规模系统的稳定和高效组建。
2.2总体规划
在中心机房部署综合媒体交换机，接入UVC统一视讯平台视频会议终端设备、监控设备、语音通信，通过综合视频交换机对接入设备进行统一管理和调度，进行媒体流和信令的转发，综合实现视频会议、视频监控、语音通话等多种功能的实现；平台支持接入已建的H.323、SIP视频会议系统、已建的国标视频监控系统、已建的语音通信系统等，并对各个系统进行统一管理，实现各个系统之间的音视频有效互通；可通过接入UVC统一视讯平台扩展设备，实现一系列扩展功能，如多路视频解码上墙、报警联动、视频录像等。
2.3应用模式
2.3.1视频会议与监控融合模式
平台支持在视频会议的召开同时可以将任何一个或多个监控画面及声音传送到视频会议的与会会场，做到音视频数字化转换的融合，实现视频会议与视频监控无缝连接。
视频会议系统与视频监控系统的融合的关键点，是综合媒体交换机，将视频监控平台服务功能与视频会议MCU及GK功能整合，实现两种业务的统一接入、统一管理，并将监控系统的媒体流转换成视频会议系统可识别的媒体格式；通过综合媒体交换机内置MCU功能召开单组或多组视频会议，实现多组会议同时观看多个不同的监控图像或同一个监控图像。
2.3.2视频会议模式
平台支持独立的视频会议系统功能。
可以召开全系统、全体人员参加的大型会议。
如：
某个区域的重大任务安排，召开工作会议或业务培训、工作部署等。
视频会议系统支持双视频流功能，可以在会议的同时实现图文培训的功能。
同时支持数据会议功能，使多方视频会议的同时可完成数据协作功能。
2.3.3视频监控模式
平台可独立实现视频监控、电子地图、报警联动、监控录像等安防监控联网功能。
3.平台功能
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5.1视频会议功能
5.1.1多点高清会议
系统可以支持多到上百个终端的多点高清会议，系统在会议范围上不受任何限制,既可以支持本地局域网内的局部视频会议,又可以支持跨越异地不同局域网段的广域网上的大范围视频会议。
5.1.2同时支持多组会议
在同一个服务器下,可以支持多组会议同时召开且会议和会议之间相互独立，会议信息全部经过加密处理，保证了企业用户召开视频会议的规模和安全性。
5.1.3视频广播功能
主席可广播自己并可根据视频会议的需要选择任意的与会终端进行广播从而使所有会场都观看该会场的图像。
5.1.4支持多路混音
在一组会议中可支持同时给予多达6个发言权从而为视频会议提供了良好的交互性。
5.1.5支持多画面会议
会议主席可使一台终端或所有终端同时显示多路视频图像，支持2、3、4、1+5、1+7、9、16画面显示方式，满足了多方讨论式会议交互性的需要。
5.1.6内置字幕功能
内置滚动字幕功能，主席通过操作界面,可以输入字幕内容或选择文本文档,向各个会议终端广播滚动字幕，无需增加额外的字幕处理设备。
5.1.7支持会场轮巡功能
被选中的多个会场按照设定好的时间间隔顺序的图像传给其他与会者.从而让主席能实时的了解的其他会场的情况。
5.1.8支持多屏输出功能
终端支持多屏输出显示，操作界面、视频、数据可分别单独显示。
5.1.9支持数据会议的功能
系统支持数据会议功能模块。
支持应用程序共享和电子白板等功能。
5.1.10支持双流功能
终端支持双流发送和接收，最高支持1080P+1600×1200分辨率的双流处理，实现会议过程中PC内容的有效分享。
5.1.11平板控制功能
为方便主席端操作，平台可提供平板控制器对主席终端进行远端控制，实现主席端可视对讲、视频监控、多方会议等功能，使开会像打电话一样方便，用户操作灵活便捷。
5.2视频监控功能
视频监控服务支持多种监控模式：
点对点监控：
某监控终端可以监视监控前端的图像。
点对多点监控：
某监控调度终端或视频浏览终端可以同时监视一至十六路监控前端，，同样带宽条件下可以实现同时对更多点的监控。
支持多分屏、画中画显示。
5.2.1实时监控
最大支持同屏16画面显示，并有等分模式，1＋N不等分模式，单画面，全屏显示等多种显示模式。
5.2.2画面信息叠加
在显示图像上叠加时间和任意地点名。
显示图像当前网络状态、图像编码信息、帧率、等实时信息叠加显示。
5.2.3摄像机云镜控制
支持多种国际国内常用摄像机、云台和矩阵的PTZ控制、预置位调用、轨迹巡航等控制协议。
5.2.4画面轮巡
轮巡当前显示的所有前端视频，按摄像机分组轮巡前端视频，全部摄像机及分组轮巡。
可设置视频轮巡时间间隔。
5.2.5本地录像
按当前视频显示分辨率录像，可设定录像保存路径，系统自动命名录像文件。
5.2.6云台控制优先级管理
用户权限区分0-99级，高权限用户优先获得控制权，可夺取低权限用户控制权。
5.2.7外接键盘控制和鼠标图控
支持监控终端外接485三维摄像机摇杆键盘和和矩阵键盘远程操作，也支持鼠标图控摄像机的转动。
5.2.8视频中断自动恢复
实时网络诊断，视频中断后，网络一旦联通，自动重连恢复显示。
5.2.9与监控前端语音对讲
可对监控前端进行喊话，或语音双向对讲。
5.3统一管理
综合媒体交换机集中完成会议和监控前端的统一管理，包括：
用户身份认证；
终端地址解析；
业务功能逻辑调度控制；
用户级别和权限设置管理；
终端参数配置，如：
配置终端类型、级别权限、编解码地址、组播地址以及视频切换器的类型等；
对各个终端的工作状态进行实时监控；
自动切换单播和组播；
高清电视墙解码器接入控制；
视频录播服务器接入控制；
利用树形列表将监控前端和终端进行逻辑分组；
5.4视频集中显示
通过配备高清电视墙解码器，对网络视频数据进行多路解码后，可以实现将多路监控图像高清信号输出。
高清电视墙解码器可支持多种视频解码，支持堆叠使用，能够有效满足多路监控图像集中高清输出到指定大型显示设备的应用需求。
该设备还可以实现对监控前端设备的远程控制以及轮巡等功能。
当需要通过大型显示设备来查看浏览的监控点较多时，可以根据需求设置各种图像显示轮询方案，保证监控点的实时显示，便于系统管理员统一管理和视频调度。
5.5集中录像
可对大规模监控前端进行集中录像，并提供录像回放功能，可对会议录像和监控录像进行远程点播和下载。
Ø支持多种监控录像方式
支持对监控前端的手动录像、定时录像、联动报警触发录像。
Ø多种查询方式
根据终端名称、录像时间、录像地点、录像事件特征，随时查询检索视频文件，远程播放所需录像。
Ø录像文件的管理
支持外接磁盘阵列，通过录像控制台软件可按照设定条件对录像文件进行备份、恢复、删除等操作，支持自动覆盖旧的录像文件。
Ø联动报警触发录像
支持联动报警触发录像。
当发生报警触发事件时，视频录播服务器自动开始录制相应的报警点图像。
Ø支持多种音视频格式
支持多种音视频格式，可录制接入系统内的各种不同编码设备产生的音视频流。
Ø多台视频录播服务器分布部署
系统支持多台视频录播服务器分布部署，可以满足大规模录像应用需求。
5.6与标准H.323/SIP协议视频会议联通
系统可通过增加会议互联服务器实现与各级单位现有标准H.323/SIP协议的视频会议系统或设备之间的互联互通，进行可靠、稳定、清晰、流畅视频和语音通话，以及通过双视频流进行数据交互。
并支持多点会议和点对点会议、多组会议、会议控制、多种会议召集方式、多画面显示、自动唇音同步等功能。
5.7第三方监控系统互联互通
系统可增加监控互联服务器实现平台与符合国标G/BT28181的监控系统的互联互通，在召开视频会议的同时调取第三方系统中的监控图像进行查看，并可将第三方监控系统中的报警信息进行联动上报，可实现与监控系统中的前端进行双向对讲、监听、喊话等。
5.8与语音通信系统的互联互通
系统通过语音通信服务器实现传统电话接入到会议系统，可以实现内部IP电话之间、内部IP电话和普通电话之间相互通话，可将语音电话加入到视频会议当中，在一些无3G等网络覆盖的特殊区域，使领导随时随地加入视频会议，通过语音参入会议，进行多方沟通、讨论和决策，及时进行问题的上报处理，或者做出重要指示。
5.9移动终端应用功能
系统中可提供移动终端的应用，Android/Windows8系统移动设备通过安装移动型会议终端，可实现移动终端的如下多种应用：
✧作为监控前端采集图像回传至浏览终端显示，并可与浏览端进行双向语音对讲；
✧手动上报报警信息，可设置多个报警预案，根据情况选择相应的报警预案进行上报；
✧作为会议终端参加或接受主席召开的多方视频会议，在会议中接收主席转发的多方或某会场的视频图像，申请发言等。
5.10电子地图
在电子地图上用地图对象标注监控摄像头的位置，并以不同图形信息显示摄像头的当前状态，例如在线、脱机、告警等；
通过点击电子地图上代表监控摄像头的地图对象，调用显示监控摄像头的实时图像，支持多点连选；同时用户可以在电子地图上对摄像机进行实时监控、云台控制和录像等操作。
对地图能够完成放大、缩小、平移、选择地图对象等操作。
在单屏模式或双屏模式下显示电子地图窗口。
单屏双显模式可在视频显示区与地图显示区间切换。
双屏双显模式在两个显示屏上分别同时视频显示区与地图显示区。
电子地图可以直观地表示出摄像机的地理位置信息，并可在电子地图上添加、删除、移动摄像机以及查看摄像机信息。
同时，本系统可提供SDK接口与电子地图系统进行联动，实现报警信息、关联视频、关联信息等与当前生产区域的电子地图进行关联。
5.11报警管理
5.11.1报警联动
联动录像、联动摄像机的预置位、联动视频会议、联动IO输出等。
5.11.2报警信息显示
报警日志、报警弹出、报警声音和问题提示。
5.11.3报警类型
所有I/O开关量报警传感器：
门磁、红外双鉴、红外对射、烟感；
模拟量数据报警：
线性输出传感器（温度、湿度、风速、水流……）；
智能设备通讯协议报警（需要增加相应的报警模块）：
报警主机、消防主机、门禁一卡通系统、非线性输出传感器的RS232、RS422、以太网等协议通讯报警；
智能视频分析识别报警（需要增加智能分析设备）：
移动侦测、人/车闯入、移除、越界、超时停留、遗留物；
系统状态报警：
网络中断、视频丢失、视频遮挡、设备故障等；
报警撤/布防：
根据报警类型和报警时间设置报警计划。
4.平台特点
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6.1视频会议与监控统一管理
统一平台调度监控系统和视频会议系统的所有资源，无需管理员单独分别管理各个系统，管理便捷快速。
6.2集中管理，分布式转发，方便大规模部署
系统专门针对多级网络的结构和传输特点，结合用户的组织结构和会议召开模式，提供针对性的解决方案。
该方案可概括为：
集中式用户管理，分布式媒体传输。
系统中的用户和设备管理由综合媒体交换机统一完成；系统中的媒体流传输根据网络的拓扑结构，部署分布式的媒体服务器，为中心分担网络的压力，使视频质量达到最佳的情况下，网络压力最小化。
6.3灵活的权限设置
对终端设备和用户的权限和级别进行管理，包括多种权限管理：
监控权、对讲权、直呼权、云台控制权、云台配置权和短信权等；同时支持多个级别划分。
通过权限设置可实现用户资源列表的个性化分组定制，使每个终端用户的列表中只体现自己权限范围内的设备。
6.4领先的视频编解码技术
采用业界领先的H.264HighProfile编解码技术，视频精度提高一倍，可在512K带宽下实现全动态720P视频的编码传输。
6.5高质量的音效果
拥有自主知识产权的AAC优化语音编解码算法，结合自动回音抵消、自动噪声消除、自动增益控制等语音处理技术，可保障在低带宽网络条件下可获得高质量、高保真语音交流体验。
6.6完善的针对Internet的QOS技术
针对Internet的网络特点，系统采用了独有的Qos技术。
将Internet网络上的时延、抖动、乱序、丢包等问题对音视频码流的传输的影响降到最低；系统可在高达30%丢包率的情况下实现互联网的多媒体通信，并保障视音频质量不下降。
6.7良好的交互性
业界最低的系统时延＜250ms，最高可提供1080P/60的高速动态图像，自动唇音同步，提供良好的交互式沟通性能。
6.8多种传输模式
本系统拥有传统的单播传输模式、组播传输模式以及分布式级联传输模式，可灵活应用于各种不同特性和结构的网络；另外，根据实际组网情况，三种模式还可以混合使用，大大降低网络压力，使系统的容量成级数增加；。
6.9良好的兼容性，与H.323系统、SIP间的无损互通
协议网关同时支持SIP协议和H.323协议，通过协议网关可使两个系统不经过二次编码实现音视频互通。
5.典型应用
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7.1安监行业解决方案
7.1.1应用背景
安全生产监督管理局（简称“安监局”）属人民政府直属机构，主要负责对所管辖区域的安全生产工作和煤矿安全监察工作进行综合监督管理和指导协调。
为了及时有效地管理安全生产和职业危害信息统计工作，同时确保能在发现问题的时候，各部门之间进行及时有效的沟通，全面提高处理问题的工作效率，安监局需要完成一个监控基础平台、视频会议平台、综合监管平台的建设，从而实现针对企业的安全生产工作的多级安全监控。
7.1.2解决方案
根据安监行业的应用特点，可分为多级平台进行部署，每级平台对本级及下级终端及监控设备进行接入和管理，通过多级平台的级联完成系统内视频会议系统和视频监控系统的部署。
在一级和二级平台均部署综合媒体交换机和录像服务器，完成系统内的视频会议和视频监控的统一建设和集中管理，并通过录像服务器完成平台内的音视频的录制、存储和回放。
一级平台主会场部署主席终端，可召开多方视频会议，并将监控视频图像调入视频会议中，对视频会议进行全面的操控和管理，通过资源共享实现图像分析或现场调度等综合应用。
主席终端支持平板控制功能。
二、三级平台分会场部署会议终端，能够进行会场视频图像的收看，申请或接受主席邀请参加主席召开的多方视频会议，接收主席广播转发的图像。
各级部门根据需要部署监控室，配置监控终端软件和高清电视墙解码器，对各服务大厅监控现场进行实时图像查看，实现多路图像的集中显示。
7.1.3主要功能
Ø安监音视频资源综合管理
借助系统强大的视音频数据接入能力和可视化通信能力，可以将生产安全监督工作中的各类监控资源、会议资源等无缝接入到系统内，统一部署、集中管理、统一联动、统一显示，实现多系统音视频资源的互联互通。
Ø加强生产过程的安全监管
通过对企业视频监控系统的统一接入和管理，可随时监看企业的生产过程，有效杜绝生产中的安全隐患。
同时，在安全问题发生时，通过会议中监控图像的查看，能使与会人员就现场的问题进行可靠的分析判断，提出准确有效的解决方案。
Ø多方高清会议协同
通过系统中的视频会议功能，可实现各级部门之间的多方高清沟通互动，对工作中遇到的问题及处理方法技巧等进行交流、分享、讨论。
下级部门也可通过视频会议进行安全生产问题的上报，接收上级部门交办的事项等。
系统支持双流视频会议的召开，可在会议过程中进行PPT等文件资料的共享等。
支持远程的专业和法制知识培训，并通过系统进行政策法规文档、安全事故数据报表等的在线共享查看，全面提高安全监管人员的素质及监管监察执法水平。
Ø各级安监局的统一可视化管理
通过一体化视频通信系统的建设，实现各级安监部门及煤矿等企业的统一建设规划，使音视频的通信监管覆盖到所有的工作区域。
一方面对各级的安监部门进行合理的建设规划，一方面对于已建的各类音视频系统或设备进行全面整合，实现统一的可视化管理，全面保障区域内的安全生产和社会稳定，构建“横向到变，纵向到底”的安全监管格局。
Ø工作无纸化记录
系统中通过部署视频录播服务器可以对视频会议及视频监控进行全程录像，并进行文件备份。
在各级部门通过视频会议系统进行沟通、汇报、讨论的过程中，以及生产现场的监控图像，通过视频录播服务器可将音视频进行同步录制，事后可通过网络进行远程的录像回放，对会议中讨论的事项和生产现场的安全问题等进行进一步分析。
7.2税务行业解决方案
7.2.1应用背景
税务局主要负责区域内主管税种的税收征收和管理，下属多个分局机构，长期以来，省、市税务局与下属各部门之间联系不便，每年都需要频繁召开本局与下属分局的大小会议来进行工作部署、交流以及统一的学习、培训等等，不仅消耗了大量的时间，也耗费了很多的人力和物力。
因此急需建立起一个完善的、功能强大的视频会议系统。
同时，近年来随着市场经济的发展，经济成分趋向多元化，征纳双方保护税收和流失税收的矛盾更加突出，税收成为税务工作中的重难点。
加强办税服务厅管理，解决涉税争议，维护税务工作人员和纳税人的合法权益成为税收工作的客观需求。
7.2.2解决方案
为了保证信息的快速、高效传输，建议建设一体化视频通信平台，采用一个平台同时实现视频会议和视频监控两种应用，利用业界先进的视频通讯技术，实现视频、语音和数据的稳定传输，提高办公效率，并以此减少差旅和日常会晤费用的支出，加强税务工作的监督稽查，提升纳税服务水平，全面提升税务局的整体形象。
系统结构图如下：
系统根据应用需要可进行多级部署，网络中心部署综合媒体交换机、录像服务器。
综合媒体交换机为系统核心设备，整合了视频监控平台服务功能与视频会议MCU及GK功能，内置监控接入模块、媒体转发模块和会议互联模块，实现两种业务的统一接入、统一管理。
会议互联模块实现第三方标准视频会议终端的无缝接入，并使之与系统设备融合互通。
录像服务器完成系统内的音视频资源的录制、存储及回放。
一级平台主会场部署主席终端，可召开多方视频会议，并将监控视频图像调入视频会议中，对视频会议进行全面的操控和管理，通过资源共享实现图像分析或现场调度等综合应用。
主席终端支持平板控制功能。
二级平台分会场部署会议终端，能够进行会场视频图像的收看，申请或接受主席邀请参加主席召开的多方视频会议，接收主席广播转发的图像。
各级部门根据需要部署监控室，配置监控终端软件和电视墙解码器，对各服务大厅监控现场进行实时图像查看，实现多路图像的集中显示。
7.2.3主要功能
税务局的一体化视频通信系统建设，其目标是为了利用现代科技，加强各部门间的信息沟通和管理力度，实现会议、管理有效结合，缩短反馈时间，统一规划，进一步加强内部沟通，从而提高工作效率。
系统主要可提供以下功能：
Ø方便的系统部署
系统通过统一部署调度监控系统和视频会议系统的所有资源，无需管理员单独分别管理各个系统，集中管理，便捷快速。
支持在视频会议召开
升级会员 