論視頻監控的技術革命

1第三代網絡視頻監控系統20世紀90年代，第一個模擬監控系統由模擬設備主導，稱為第一個模擬監控系統。隨著計算機處理能力的提高和視頻技術的發展,人們利用計算機的高速數據處理能力進行視頻的采集和處理,利用顯示器的高分辨率實現圖像的多畫面顯示,從而大大提高了圖像質量,這種基于PC機的多媒體主控臺系統稱為第二代數字化本地視頻監控系統。20世紀90年代末,隨著網絡帶寬、計算機處理能力和存儲容量的快速提高,以及各種實用視頻處理技術的出現,視頻監控步入了全數字化的網絡時代,稱為第三代遠程視頻監控系統。第三代視頻監控系統以網絡為依托,以數字視頻的壓縮、傳輸、存儲和播放為核心,以智能實用的圖像分析為特色,引發了視頻監控行業的技術革命,受到了學術界、產業界和使用部門的高度重視。數字視頻監控系統,以其強大的功能,高清晰的圖像(最大分辨率為704×576),無論基于窄帶還是寬帶(2M以上)的高效遠傳特性,特別是在普通電話線33.6kbps下圖像傳輸每秒12～25幀(QCIF格式)的卓越性能,技術一路領先,不斷推動行業和社會的發展和進步。隨著網絡技術的飛快發展和網絡建設的普及,網絡視頻監控系統在各行各業生產監控系統或安防監控系統的應用越來越廣泛。網絡視頻監控系統不僅僅是利用網絡技術實現視頻信號遠程傳輸問題,更大的優勢在于利用網絡實現了視頻信息、監控信息的網絡共享的信息服務。以某酒店監控系統改造工程為例,介紹數字電視監控系統在酒店的運用以及對其系統優化設計。2視頻監控系統監控系統改造前的結構布置見圖1所示。原系統主要由前端設備、傳輸電纜以及終端控制主機部分組成。攝像機、鏡頭、攝像機防護罩、防護罩支架、解碼器等設備,前端主要采用紅外一體攝像機(AK-77VP)和室外紅外線一體化攝像機(ATK480EXPA具有溫控作用)。視頻傳輸線纜、控制電纜和電源電纜等組成。對于傳輸電纜,采用穩定性好,質量好、抗干擾性強、衰減性小的國標128編75-5類同軸視頻電纜點對點接入硬盤錄像機,實現對前端攝像機視頻信號的接入。所有線纜室內、外采用?25mmPVC管保護,沿墻、欄等介質敷設。所有攝像機的電源采用集中供電,在布線時采用點到點法布線(即對于每一個攝像機而言都有一根視頻線一個電源線)。中央控制主機、嵌入式數字硬盤錄像機,計算管理主機、圖像顯示設備如收監兩用機和顯示器,控制臺等組成。第一種采用本地控制。通過控制鍵盤或者數字硬盤錄像機面板的按健對圖像進行操作和控制;第二種采用遠程視頻信號控制。視頻服務器采用的Browse/Server(B/S)結構,可包括視頻服務器軟件、WEB服務器軟件、數據庫服務器、數字錄像服務器軟件,能夠通過現有的網絡對遠端畫面進行控制和操作。數字硬盤錄像機(DS-8016HC)具有斷電后自動重聯功能,支持實時的網絡視頻單播和組播;對所有網絡用戶提供實時視/音頻圖像服務;響應前端監控點報警(運動圖像或探頭報警),執行相應的報警行動(報警觸發錄像、響應控制等),可以實現一/四/九/十六畫面等多種形式的顯示界面,每一畫面的上/下角可顯示地名、時間等標識,供報警提示界面,對網絡視頻前端的報警進行提示,可實現報警聯動,并配合有電子地圖報警指示。提供視頻錄像檢索回放界面。用戶可根據日期、時間、地點等條件精確查詢錄像,甚至可以用模糊技術查詢。數字硬盤錄像機(DS-8016HC)可以根據實際操作中可能會有很多用戶對系統進行操作,這些用戶往往需要具有不同的用戶級別,這樣根據級別的不同限制用戶對監控服務器實現不同功能的訪問。33.1同軸電纜傳輸時視頻信號被衰減的問題(1)對于遠距離信號傳輸信號衰減大。由于同軸電纜自身的特性,當視頻信號在同軸電纜內傳輸時其受到的衰減與傳輸距離和信號本身的頻率有關。視頻信號在同軸電纜內傳輸時不僅信號整體幅度受到衰減,而且各頻率分量衰減量相差很大,特別是色彩部分衰減最大,因此同軸電纜只適合于傳輸距離200m的視頻;(2)由于線纜過多,檢修和查找故障源時比較復雜;(3)施工費時、費錢、費力。視頻收發器距離在監控系統中采用了非屏蔽雙絞(UTP)網線作為傳輸介質,其優點是:(1)超強的干擾抑制、超低的電磁輻射能力可以使非屏蔽雙絞網線中的四對線任取一對線就可以傳輸一路視頻信號;(2)一根雙絞線可同時傳輸4路視頻信號;(3)大大降低布線工作量,在300m以上距離,布線成本節省一半以上;(4)在100～1500m距離內可達到接近光纖傳輸的圖像效果。雙絞線視頻收發器是一款有(無)源傳輸設備,使用非屏蔽雙絞網線作為傳輸介質,實時傳輸單色或彩色PAL、NTSC、SECAM等制式的基帶視頻信號。在使用無源雙絞線視頻收發器傳輸距離建議在100～400m,而有源的雙絞網線視頻收發器傳輸距離在100～1500m。使用其設備可以實現低干擾、高信號比、安裝方便(根據數據統計在800m以內幾乎即插即用免于調試)、大大降低了工作量。在視頻信號傳輸實現了網絡化的低成本,達到光纖作為介質的傳輸效果。在電源線設計上用一根電源線(提供220V電壓),在每兩個樓層使用一個電源箱分別提供兩個空氣斷路器(分別對每個樓層的攝像機進行控制)和一個變壓器(220V/12V)分別對這兩個樓層攝像機提供電源。3.2存儲容量的選擇要為視頻監控方案選擇合適的存儲設備,首先就要估算存儲容量需求。那么根據現在主流的壓縮方式計算如下:錄像保存天數與硬盤的容量,每天24小時連續錄像,選擇硬盤容量為硬盤實際使用容量的1.05倍。估算一個視頻監控項目中所需存儲設備的類型:例如,如酒店需要16路視頻監控系統,7天24小時監控,數據保存1個月便可以覆蓋,那么總計容量為MPEG4壓縮方式為2.0TB;H.264壓縮方式為1.6TB。酒店原采用的兩塊IDE160G存儲容量,只能保存3天內的數據,不能滿足現行酒店安防的要求。因此改進設計時采用NS3500/NS33/NS35系列的存儲設備,擴大內存儲容量。3.3酒店監控系統不斷擴大,缺少殘余通道來存儲酒店視頻監控系統中兩臺16路數字硬盤錄像機(DS-8016HC)所有通道都使用,存在以下問題:(1)沒有考慮今后的擴展;(2)如果有一路出現故障,沒有多余的通道來及時更換。因此優化設計中增加了一臺4路硬盤錄象機。酒店監控系統改進后的布置圖見圖2。改進后系統有如下優點:(1)能夠提供更清晰的畫面;(2)在檢修和查找故障點更方便;(3)為今后的發展提供多余的通道;(4)能夠提供足夠大的存儲容量;4酒店智能監控系統酒店監控系統通過改進后不再局限于簡單地完成對視頻信號的處理、傳輸、控制,