淺談網絡視頻監控系統的設計與應用摘 要：文章介紹了網絡視頻監控系統的應用、網絡視頻監控系統的解決方案、網絡視頻監控攝像機的選擇。關鍵詞：視頻監控；解決方案；設計；攝像機；問題1 網絡視頻監控系統的應用隨著社會的進步和科技的發展，一個城市的安全對視頻監控的依賴程度變得越來越強。視頻監控系統作為社會治安防控體系中視頻監控的主體，其易用性和穩定性對達成視頻監控整體效果起到的比重也越來越大。網絡視頻監控系統已逐漸取代傳統的模擬視頻監控系統（cctv），成為安防監控市場的主流。對于大多數視頻監控場合，基于“pc機多媒體卡”的數字視頻監控系統（dvr）由于價格相對較低，通用性強，可供選擇的產品和供應商多，已得到廣泛應用。2 網絡視頻監控系統的解決方案2.1 網絡視頻監控系統技術網絡視頻監控系統又稱多媒體網絡視頻監控系統。近年來寬帶網絡技術、視頻數據編碼及壓縮解壓縮技術、視頻處理運算技術都取得了飛躍發展，推動了視頻監控系統網絡化、數字化。多媒體網絡視頻監控系統和基于計算機網絡（局域網和廣域網）、通信網絡系統的遠程實時音/視頻及控制信號的集成與功能組合，使圖像、圖表、數據、語音等多種信息一體化傳輸，交互使用。網絡的任意一臺計算機均可實現對監控系統信息的管理和調用，克服了模擬監控系統和數字監控系統的弊端，且其運用的各類技術背景是成熟的。2.2 網絡視頻監控系統構成網絡視頻監控系統屬于全數字視頻網絡監控系統，其特點是：系統為全數字視頻網絡虛擬交換/切換模式；攝像機是全數字一體化網絡攝像機，也可以是模擬攝像機數字編碼器設備或其他數字攝像機，具有數字視頻數據信號直接輸出，并以網絡為傳輸媒介；基于tcp/ip協議，采用流媒體技術實現視頻數據在網上的多路復用傳輸。瀏覽器或pc機，根據網絡攝像機自帶的獨立（ip）地址對網絡攝像機進行監控和訪問。2.3 網絡視頻監控系統設計原則2.3.1 編碼器的配置技術網絡視頻監控系統的設計通常是每一視頻信號配置一個編碼器。監控中心可同時監視多路視頻（如4、6、8、12、16）或分別監控一路視頻，某一路視頻編碼器發生故障只會影響該路監控，而不會影響其他攝像機的工作。網絡視頻系統的編碼器有兩種：一種編碼器是一個獨立的專用設備；另一種編碼器與網絡服務器合為一體。2.3.2 支持遠程監控技術所謂“遠程”：一是攝像機到監控中心的距離遠，二是兩個監控中心的距離遠。當有兩個以上監控中心不在同一個局域網范圍內，需要通過其他（如廣域網）線路遠距離連接（如一個e1或幾個e1線路，有時甚至低于1 mbit/s帶寬的線路連接），又要在一條線路同時監控多路視頻監控點（攝像機），實現的方法有兩種：畫面分割器將多路視頻信號組合成一路視頻信號，經一個視頻編碼器轉換ip視頻監控“包”在網絡（局域網、廣域網）上傳送。此方案畫面分割器本身會產生較大的圖像下降或延時，系統可靠性會降低，不推薦使用；基于嵌入式系統和基于mpeg4編碼壓縮技術可以實現在e1（2 m）線路上甚至更低帶寬的線路上保證高質量的視頻圖像。當前采用此方案的較多。2.3.3 遠程錄像和錄像回放錄像和回放是視頻監控系統不可缺少的功能，通常采用錄像資料本地存放和在線實時回放相結合的方案。遠程錄像回放功能的實現必須充分考慮通信線路帶寬的限制，一般采用較高標準的編碼壓縮技術。2.3.4 系統應具有支持組播能力的網絡交換機或路由器系統要實現組播，應采用支持組播技術的網絡交換機或路由器，能夠有效利用網絡帶寬。2.3.5 qos（服務質量）的部署qos是網絡的一種質量保障機制，是用來解決網絡延遲和阻塞等問題的一種技術。3 網絡視頻監控攝像機的選擇3.1 網絡視頻監控系統應用的攝像機類型網絡視頻監控系統應用的攝像機有兩類：采用模擬視頻攝像機，通過設在現場的視頻服務器對模擬視頻壓縮編碼，實現數字化，前端所示的攝像機；采用網絡攝像機或攝像機/編碼器一體化的設備，前端所示的攝像機。3.2 網絡攝像機（內置編碼器的ip監控攝像機）網絡攝像機主要包括一臺標準攝像機和一個具有網絡連接功能的視頻服務器（video server），并包括專用嵌入式硬件編碼器、視頻捕捉卡、網卡、操作系統、軟件。每個網絡攝像機都有自己的ip網址，并具有標準的模擬視頻攝像機的所有功能，可以直接接入數據網絡中。網絡攝像機通常包括鏡頭、聲音傳感器、a/d轉換器、圖像和聲音控制器、外部報警控制接口等。鏡頭與模擬攝像機一樣有固定光圈、自動光圈、自動變焦、自動變倍等功能。3.3 網絡攝像機的優勢網絡攝像機的優勢有：應用范圍廣，只要有網絡（包括internet）就可以進行遠程監控。由于基于網絡傳輸，可實現遠距離視頻會議、遠程教學、遠程醫療監護、遠程分支機構監控管理、交通監管等。系統所需設備簡單，前端只需一臺攝像機，后端只需一套軟件及其顯示設備，利用綜合布線網絡傳輸圖像，省去了大量同軸電纜。擴展容易，如果需要增設監控點，只需增加攝像機或pc機，無需對布線進行改動，系統具有無縫擴展能力。布控區域廣闊，由于采用tcp/ip協議，網絡所到之處在距離上幾乎沒有限制。系統安裝維護簡單，軟件安裝使用容易，可實現遠程維護。3.4 網絡攝像機同步方式網絡攝像機有電源同步和外同步兩種方式：電源同步方式是以交流電源頻率作為場掃描頻率，其優點是由于場掃描頻率與電源頻率一致，因而串入視頻信號的交流電源雜音在畫面上不會出現明顯的干擾波。當采用隨機隔行掃描或攝像機設置在大型變壓器附近，或視頻信號傳輸線隨交流電源線一起敷設時，使用電源同步方式較好。外同步方式多用于多臺網絡攝像機的系統，由于多臺網絡攝像機的信號需經切換器切換至一臺監視器監視，或經切換器切換至一臺錄像機進行錄像，或有幾臺攝像機的信號需要進行混合和編輯加工，這時就需要采用外同步來消除轉換圖像過程中所產生的畫面混亂。當采用外同步方式時，需要向每臺網絡攝像機提供外同步脈沖信號。3.5 網絡攝像機主要技術指標3.5.1 清晰度（分辨率）通常用電視線（tvl）來表示，選用ccd彩色攝像機的水平清晰度要求在330線以上，黑白在420線以上。3.5.2 靈敏度（照度）在鏡頭光圈大小一定的情況下，攝像機獲取規定的信號電平所需要的最低靶面照度。一般所選擇攝像機的靈敏度為被攝像物體表面照度的1/10，或更低一些。3.5.3 信噪比即攝像機攝取的圖像信號與噪聲電壓比值，用s/n表示。ccd攝像機的典型s/n值在4555 db之間，在視頻監視系統中使用的攝像機一般要求應高于46 db。3.6 網絡攝像機的供電方案3.6.1 直接集中供電方式直接集中供電方式是將電源變換器安裝在監控中心內，通過網絡線，直接經以太網向前端攝像機供電。系統特點：通過ups集中供電和管理；用網絡同時傳輸數據信號和電源，攝像機無需額外的電源線；適用于前端攝像機距離監控中心較近的系統。3.6.2 遠距離供電方式遠距離供電方式是將電源變換器設置在攝像機附近，適用于前端攝像機距監控中心較遠，攝像機相對集中且較多的系統；或是將單臺電源變換器分散設置在攝像機旁，就近直接供給攝像機電源，適用于攝像機距監控中心較遠且分散的系統。3.7 網絡攝像機控制方式網絡攝像機的控制方式依據所采取的系統型式的不同，有直接控制方式、間接控制方式和編碼微機控制方式。直接控制方式用于小型系統，視頻信號由視頻切換器或硬盤錄像（dvr）直接切換；大型系統多由在各攝像機附近設置解碼器將控制信號采取數據編碼的方式，與圖像信號一起通過傳輸網絡線，以電流或電壓方式實現對攝像機的功能控制。3.8 網絡視頻監控系統的網絡標準網絡視頻監控系統利用標準的lan/man/wan/internet公網、專網作為傳輸音頻/視頻和數據的中樞鏈路，與模擬（cctv）和數字（dvr）監控系統不同，系統可利用企業已有的計算機網絡，可在網絡范圍內任何終端調用圖像。網絡視頻監控系統使用開放的標準協議和網絡進行通信，不同的廠家設備都可以在同一個系統中使用。目前圖像編碼器標準主要有：mpeg1、mpeg2、h.261、h.263、mpeg4等。mpeg4是一種具有很高壓縮率的標準，mpeg2用于速率為410 mbit/s下記錄和傳輸音/視頻。4 視頻監控系統在我國的發展趨勢（1）攝像機固體化。普通的黑白和彩色攝像機全部固體化，包括特種攝像機。并以ccd攝像機為主體，大力提高其靈敏度和清晰度。攝像管式攝像機將全部被市場淘汰。（2）從過去的攝像機加云臺等分離式發展為小型復合、一體化攝像機。（3）計算機技術廣泛應用于電視監視系統和設備制造，傳輸系統網絡化，遠程、集中控制、顯示得到發展。（4）圖像、數據、聲音和控制信息的傳送綜合化、數字化，圖像、數據、聲音和控制在同一媒體上傳送。（5）同軸電纜傳輸發展為光纖或兩者并存的局面（小型系統、短距離系統仍以同軸電纜較經濟）。（6）控制系統模塊化、智能化、自動化，視頻監控圖像顯示與報警一體化。參考文獻：1汪長峰.巢湖市治安網絡視頻監控系統的設計與實施d.合肥工業大學，2009.2劉軍民.基于arm的嵌入式網絡視頻監控系統設計d.大連理工大學，2009.abstract: this paper describes the applic