视频压缩技术在智慧监狱中的应用

■ 文/江苏允博信息科技有限公司 曹俊

关键字：视频压缩 智慧监狱 传输带宽 存储

1 引言

伴随着智慧交通、智慧城市、智慧社区等理念的提出和实践，智慧监狱改造工作也由此拉开了序幕。“智慧监狱”是“数字法治”信息化体系建设中不可或缺的重要组成部分，要提高政治站位，深刻认识加快推进“智慧监狱”建设的重要性紧迫性，坚持以“智慧化应用”为目标，全力推进“智慧监狱”建设。

为加快建设智慧监狱，各地监狱纷纷与相关科技企业展开战略合作，实现智慧监狱信息化建设，为开启新时代监狱工作，维护国家安全，社会和谐稳定奠定基础。将监狱建设需求与物联网、云计算、人工智能和大数据分析相结合，对监狱各类信息进行整合分析，实现智慧监狱、监管全程视频。各类数据的可视化将彻底改变传统的监狱监管模式，将有限的警力从疲劳的人海战术中解放出来，利用科技手段将监狱监管带领到全新的科技强警时代。

2 发展现状及瓶颈

监狱信息化建设不断完善，视频监控从以往的模拟摄像机更新为当下主流的IP 摄像机，从较早的标清分辨率360P、720P 演变到现在的高清分辨率1080P、4K 等。但随着视频分辨率的提高，摄像头数量急剧增长，却带来了以下问题：一是监控视频日益增长，存储空间有限，带来的升级扩容、机房空间受限、存储时间较短等问题。二是网络带宽有限，大量高清视频并发传输易造成图像卡顿、马赛克等；视频监控停留在本地观看和存储，上级无法调用或只能调用极少的监控点位。

3 解决方案

3.1 视频压缩技术

高压缩视频编码技术基于国产自主的深度学习压缩算法，把高清视频重新压缩编码,适应各种视频流的高质量、高倍率压缩转化，最大可将视频压缩至原大小的10%-20% ，使高清视频可以在极低带宽下传输,从而解决了窄带网络条件下实时传输大量高清视频的问题,实现了海量高清视频异地存储、提取、集中分析处理。

3.2 架构建设

结合视频压缩技术在智慧监狱建设中，方案架构如图1所示。

通过视频压缩技术对前端摄像头视频进行超压缩处理、存储与转码传输，降低传输带宽，解决大量高清视频并发传输造成图像卡顿、马赛克等现状；减轻存储压力，延长监控视频存储时长，解决机房空间受限等问题。

图1 视频压缩技术方案

3.3 方案特点

通过视频压缩技术达到以下特点：

1)窄带传输高清码流：在卫星传输、4G 传输、区域宽带电台等低带宽信道条件下实现高清视频传输；384kbps甚至于更低带宽可以流畅传输1080P 的25 帧高清视频。

2)节省存储：可大幅提高存储空间利用率，同比可节约80%的存储容量。

3)兼容统一：不同码流格式的转换与压缩。

4)提高效率：通过对高清视频等进行超压缩处理, 解决海量视频快速提取问题，提取效率可提高5-10 倍。

5)节能降耗：压缩过后可以减少大量存储设备所需的机房空间，减少电力消耗，节约成本。

3.4 经济效益

压缩后视频与原视频传输带宽对比如表1 所示。

20M 带宽下，压缩前后视频传输能力对比如表2 所示。

200W 摄像机视频压缩前后存储空间对比如表3 所示。

表1 传输带宽对比

表2 视频传输能力对比

表3 视频传输能力对比

此外，利于视频压缩技术，还可以节约大量机房空间、硬盘后期更换费用、电能消耗以及其他运维成本等。

4 技术发展方向

视频压缩技术现已应用于各种行业，在各大领域中都起到了非常重要的作用，扮演着不可或缺的角色，解决了大量的视频传输困难、存储容量缺少等问题。随着5G 时代的到来，对视频、图像、数据的要求越来越高，面对的问题也将会随之增多，压缩技术的要求也相应提高，面对新的现实需求，压缩技术将朝着视频压缩倍率、压缩视频质量等方向持续发展。提高视频压缩技术算法、深入学习能力，将为新的环境条件提供更加强大、优化的技术支持。

5 结语

视频压缩技术在建设智慧监狱中做出了巨大贡献。通过视频压缩技术应用于监狱视频监控系统中，可有效解决存储空间不足、带宽受限等问题，带来显著的社会、经济、安全效益。智慧监狱是未来监狱建设的发展趋势，结合云计算、物联网、大数据、智能化设备，将助力实现监狱的智能化管控。