概述網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

近期，互聯(lián)網(wǎng)的普及和發(fā)展，同時物聯(lián)網(wǎng)、3G和4G傳輸技術以及圖像處理、終端接收技術的超速發(fā)展，監(jiān)控的視頻技術也隨之有快速發(fā)展。由于視頻監(jiān)控采集內(nèi)容多樣、圖像清晰、技術先進、方便直觀，因此應用于各種不同的場合。

一 監(jiān)控中的視頻的系統(tǒng)的幾個階段

1.1 模擬信號監(jiān)控系統(tǒng) 模擬信號監(jiān)控系統(tǒng)由攝像機、視頻解碼矩陣、顯示用監(jiān)視器幾大組成部分，利用同軸電纜線把攝像機的視頻信號傳送到監(jiān)視器，通過解碼視頻矩陣的強大解碼功能和鍵盤的控制和切換，錄像使用源始的磁帶錄像機；模擬光纖可進行傳輸遠距離圖像，視頻的傳輸采用光端機。在20世紀90年代初以前，主要是以模擬設備為主的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，稱為第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)。圖像信息采用視頻電纜，以模擬方式傳輸，一般傳輸距離不能太遠，主要應用于小范圍內(nèi)的監(jiān)控，監(jiān)控圖像一般只能在控制中心查看。

視頻模擬信號的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)局限性很大：

①長距離傳輸對模擬視頻信號衰減很快；

②工程中視頻信號不能聯(lián)成網(wǎng)絡，點對點的監(jiān)視模式需要大量的布線，并且相復雜；

③儲存的模擬視頻信號數(shù)據(jù)查詢查當耗時，而且極易損壞。

1.2 計算機的多媒體監(jiān)控系統(tǒng) 計算機的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)由計算機視頻多功能卡構(gòu)成，在現(xiàn)場監(jiān)控中，分布多個攝像機，很多探頭報警器、信號檢測裝置和數(shù)據(jù)處理儀器，傳輸線路把這些信號匯接到終端監(jiān)控顯示器上，終端監(jiān)控顯示可以是一臺臺式計算機，也可以是功能復雜的專用計算機。計算機的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)終端監(jiān)控顯示功能強大，現(xiàn)場操作方便。但圖像穩(wěn)定性差，前端視頻信號的錄入、處理、通訊比較繁瑣，圖像的可靠性較差，很多環(huán)境或空間不適合這種模式的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)。

1.3 Web服務器的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng) 簡單的說，網(wǎng)絡數(shù)字監(jiān)控就是將傳統(tǒng)的模擬視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過計算機網(wǎng)絡來傳輸，通過智能化的計算機軟件來處理。系統(tǒng)將傳統(tǒng)的視頻、音頻及控制信號數(shù)字化，以IP包的形式在網(wǎng)絡上傳輸，實現(xiàn)了視頻/音頻的數(shù)字化、系統(tǒng)的網(wǎng)絡化、應用的多媒體化以及管理的智能化。網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)專門應用于IP網(wǎng)絡中，是將模擬圖像、聲音壓縮成數(shù)字信號在網(wǎng)絡中傳輸，實現(xiàn)了模擬CCTV向IP網(wǎng)絡化的升級換代進程。通過直接與以太網(wǎng)相連，網(wǎng)絡監(jiān)控產(chǎn)品提供了一種方便且成本低廉的實時圖像和聲音采集和傳輸?shù)脑O備，用戶可通過標準Web瀏覽器觀看和收聽網(wǎng)絡攝像機傳送過來的圖像和聲音，并且授權認證用戶可以進行遠程控制。從技術角度講，網(wǎng)絡視頻產(chǎn)品具有高性能的可編程信號處理器、數(shù)字音視頻壓縮算法、網(wǎng)絡通訊等方面的技術專長?？蓮V泛應用在安全監(jiān)控系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)及VOD視頻點播系統(tǒng)之中，具有極大的應用范圍和市場潛力。

二嵌入式系統(tǒng)的原理

嵌入式系統(tǒng)（Embedded system）是視頻監(jiān)視、工業(yè)控制或用于各種環(huán)境運行的機械設備。以計算機技術為基礎，圍繞應用中心，硬件和軟件靈活組合，廣乏應用于系統(tǒng)對控制、可靠性、功能、功耗、體積、成本等要求嚴格的專用工業(yè)計算機控制系統(tǒng)。與通用計算機系統(tǒng)差別較大，嵌入式系統(tǒng)運行的是預先設定好特殊的任務。由于嵌入式系統(tǒng)只對預先設定好特殊的任務，開發(fā)設計工作者充分對它優(yōu)化組合，縮小尺寸、減小成本。嵌入式系統(tǒng)往往是批量生產(chǎn)。因些每一個的成本降低，直接影響批量生產(chǎn)的成本下降。

嵌入式系統(tǒng)的關健技術是由一個或好幾個提前編寫的程序用來運行少數(shù)任務的微型處理器或單片機構(gòu)成。與計算機運行的通用用戶軟件有所差距較大，嵌入式系統(tǒng)上的軟件是固化的不同的芯片上，在執(zhí)行預先的任務時是不會改變的。嵌入式系統(tǒng)是面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應用的，它必須在實際運用中才體現(xiàn)出它的功能、才能展現(xiàn)它的特點。嵌入式系統(tǒng)是采用電子技術、半導體技術和計算機技術同具體行業(yè)的應用相關聯(lián)的產(chǎn)品，因此嵌入式系統(tǒng)要求技術先進、靈活多變、持續(xù)創(chuàng)新的新型集成知識系統(tǒng)。 3 嵌入式系統(tǒng)的監(jiān)控應用

嵌入式系統(tǒng)的監(jiān)控實際結(jié)構(gòu)應用中，攝像機錄入的模擬視頻信號，視頻網(wǎng)絡編碼器重新編碼，將模擬信號進行模擬信號一數(shù)字信號轉(zhuǎn)換、壓縮處理、數(shù)據(jù)打包等流程變成能通過網(wǎng)絡協(xié)議傳輸?shù)囊曨l信號或直接采用數(shù)字化攝像機，在信號監(jiān)控的錄入時就進行模擬信號一數(shù)字信號轉(zhuǎn)換、壓縮處理、數(shù)據(jù)打包的操作，通過傳輸網(wǎng)絡傳送，傳送到視頻信號終端接收人員。視頻信號終端接收人員利用各種手段完成解碼，在計算機上完成處理后，顯示在顯示器上?，F(xiàn)在就視頻網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)原理來闡述小型監(jiān)控的過程。

隨著小型超市不斷發(fā)展，小型超市內(nèi)出現(xiàn)管理問題日趨嚴重，特別是偷竊行為時有發(fā)生，這樣嚴重加大了經(jīng)營者的風險，以至使得經(jīng)營者虧本。所以小型超市視頻監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)的安裝需求成倍增長，同時由于視頻監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)安裝容易，終端用戶使用軟件容易操作，遠程監(jiān)控功能也相當強大，因此大多數(shù)小型超市經(jīng)營者選擇嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

小型超市視頻監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)需求應用：

①防盜作用：偷竊者在小型超市內(nèi)實施偷竊，其整個過程就顯示在營業(yè)人員的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)的終端上，及時觀察到顧客偷竊行為，并且加以警告和制止，避免盜竊產(chǎn)生的不良后果。

②突發(fā)事件的處理：小型超市視頻監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)可能夠保存在監(jiān)控范圍內(nèi)錄下各種行為，當然也包括偷竊行為，為公安機關提供強有力的證據(jù)及時破案。

③處理糾紛：及少顧客有意無意與營業(yè)的收銀人員產(chǎn)生收付款的糾紛，重播小型超市視頻監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)的視頻便于解決雙方的糾紛。

④內(nèi)部員工管理：經(jīng)營者不必親臨現(xiàn)場，觀看視頻監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)的視頻就能全面掌握員工的工作時間、服務態(tài)度、收銀情況，為經(jīng)營者給員工績效工資提供了充分的依據(jù)。

近年來,隨著寬帶的普及,計算機技術的發(fā)展,圖像處理技術的提高,視頻監(jiān)控系統(tǒng)正越來越廣泛地滲透到教育、政府、娛樂、醫(yī)療、酒店、運動等其他各種領域。視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展了短短二十幾年,從最早的模擬監(jiān)控到前些年火熱的數(shù)字監(jiān)控再到現(xiàn)在方興未艾的網(wǎng)絡監(jiān)控,發(fā)生了翻天覆地的變化。從技術的角度出發(fā),視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展劃分為模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)、基于“多媒體卡”的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)和基于“視頻監(jiān)控管理軟件芯片級的嵌入式視頻編碼器”的嵌入式網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

三 網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展

隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術、嵌入式技術的發(fā)展,數(shù)字化和網(wǎng)絡化是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的未來趨勢,在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中具有很多優(yōu)點,比如信號清晰度,視頻信息容易保存、傳輸、處理和管理等。

網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化首先應該是系統(tǒng)中信息流包括視頻、音頻、控制等從模擬狀態(tài)轉(zhuǎn)為數(shù)字狀態(tài),這將徹底打破“經(jīng)典閉路電視系統(tǒng)是以攝像機成像技術為中心”的結(jié)構(gòu),根本上改變視頻監(jiān)控系統(tǒng)從信息采集、數(shù)據(jù)處理、傳輸、系統(tǒng)控制等的方式和結(jié)構(gòu)形式。信息流的數(shù)字化、編碼壓縮、開放式的協(xié)議,使視頻監(jiān)控系統(tǒng)與安防系統(tǒng)中其它各子系統(tǒng)間實現(xiàn)無縫連接,并在統(tǒng)一的操作平臺上實現(xiàn)管理和控制,這也是系統(tǒng)集成化的含義。

數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以計算機或嵌入式系統(tǒng)為中心,視頻處理技術為基礎,是符合圖像數(shù)據(jù)壓縮的國際標準,綜合利用圖像傳感器、計算機網(wǎng)絡、自動控制和人工智能等技術的一種新型監(jiān)控系統(tǒng)。由于數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)對視頻圖像進行了數(shù)字化,所以與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)相比,數(shù)字監(jiān)控具有許多優(yōu)點。數(shù)字化的視頻系統(tǒng)可以充分利用計算機的快速處理能力,對其進行壓縮、分析、存儲和顯示,數(shù)字化視頻處理技術提高了圖像的質(zhì)量與監(jiān)控效率,使系統(tǒng)易于管理和維護。

前端一體化、視頻數(shù)字化、監(jiān)控網(wǎng)絡化、系統(tǒng)集成化是視頻監(jiān)控系統(tǒng)公認的發(fā)展方向,而數(shù)字化是網(wǎng)絡化的前提,網(wǎng)絡化又是系統(tǒng)集成化的基礎,所以,視頻監(jiān)控發(fā)展的最大兩個特點就是數(shù)字化和網(wǎng)絡化。

網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡化將意味著系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將由集中式向集散式系統(tǒng)過渡,集散式系統(tǒng)采用多層分級的結(jié)構(gòu)形式,具有微內(nèi)核技術的實時多任務、多用戶、分布式操作系統(tǒng)以實現(xiàn)搶先任務調(diào)度算法的快速響應,組成集散式監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟件采用標準化、模塊化和系列化的設計,系統(tǒng)設備的配置具有通用性強、開放性好、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便、人機界面友好以及系統(tǒng)安裝、調(diào)試和維修簡單化,系統(tǒng)運行互為熱備份,容錯可靠等功能。系統(tǒng)的網(wǎng)絡化在某種程度上打破了布控區(qū)域和設備擴展的地域和數(shù)量界限。系統(tǒng)網(wǎng)絡化將使整個網(wǎng)絡系統(tǒng)硬件和軟件資源的共享以及任務和負載的共享,這也是系統(tǒng)集成的一個重要概念。

網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)將計算機技術、多媒體技術、網(wǎng)絡技術與監(jiān)控技術有機地結(jié)合起來。利用計算機網(wǎng)絡技術,將封裝成包的監(jiān)控信息傳送到網(wǎng)絡上,與現(xiàn)有的信息管理系統(tǒng)融為一體,使網(wǎng)絡中的每一臺多媒體計算機上均可實現(xiàn)對監(jiān)控信息的管理和調(diào)用,提高管理水平和管理效率。網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)已經(jīng)超出了傳統(tǒng)監(jiān)控的范疇,在其基礎上增加了管理的概念。它事實上已經(jīng)成為現(xiàn)代化管理的一個有力工具。

同時互聯(lián)網(wǎng)、寬帶網(wǎng)絡技術以及嵌入式系統(tǒng)的日益發(fā)展,使得現(xiàn)有的寬帶網(wǎng)絡能夠滿足用戶多方面的需求,在傳統(tǒng)的以文字和圖片為主的內(nèi)容服務上,能夠提供具有視頻和音頻的多媒體內(nèi)容服務。這是互聯(lián)網(wǎng)技術和嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢,也為數(shù)字視頻監(jiān)控業(yè)務的發(fā)展提供了強有力的平臺支持。

需求與平臺的結(jié)合,使得視頻監(jiān)控業(yè)務形成巨大的發(fā)展?jié)摿?從而形成了針對嵌入式視頻監(jiān)控的廣泛研究。正是在這樣的需求背景下,確定了本論文的研究內(nèi)容――基于視頻壓縮板卡的網(wǎng)絡數(shù)字視頻服務器DVS(digital video server)的設計與實現(xiàn)。

網(wǎng)絡視頻服務器主要實現(xiàn)模擬視音頻信號的IP化。經(jīng)數(shù)字化的視音頻信號(MPEG-4視頻壓縮算法和G.729/ADPCM 音頻壓縮算法)進行壓縮編碼,然后通過IP網(wǎng)將低碼率的視音頻編碼數(shù)據(jù)以IP包的形式傳送給多個遠端PC或網(wǎng)絡視頻解碼器,實現(xiàn)視音頻的遠程傳輸、網(wǎng)絡監(jiān)控和網(wǎng)絡存儲;視頻服務器大多數(shù)采用高速嵌入式處理器和嵌入式實時操作系統(tǒng),產(chǎn)品穩(wěn)定可靠。具有占用帶寬資源少、接入方式多樣,圖像質(zhì)量和碼率靈活可調(diào)的特點,同時支持遠程云鏡控制和遠程報警管理。

隨著網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展,視頻監(jiān)控系統(tǒng)越來越趨于完善,相信在不久的將來我們一定能夠見到更加人性化和智能化的系統(tǒng)為我們的生活和工作提供更多的保障。

結(jié)束語

伴隨計算機技術及網(wǎng)絡技術的日趨發(fā)展和完善，數(shù)字化、網(wǎng)絡化是各行各業(yè)發(fā)展的首選，特別是公安系統(tǒng)和安保行業(yè)在視頻監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)中應用更加快速。中國各級政府構(gòu)建“平安城市”戰(zhàn)略的實施，網(wǎng)絡視頻監(jiān)控將得到有效而全面地推動，在不久的將來，全國的主要城市都將以各地公安部門為中心，大規(guī)模部署網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)建成后，將會納入包括公安專網(wǎng)和外部網(wǎng)兩類監(jiān)控資源，從而形成一個覆蓋城市各個主要公共區(qū)域的“天羅地網(wǎng)”。 

來源：浙江機房監(jiān)控 http://www.dr4xxf.cn/news/3070.html   本文采集于網(wǎng)絡，如有問題有聯(lián)系刪除