論視頻監(jiān)控的技術(shù)革命

論視頻監(jiān)控的技術(shù)革命

1第三代網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)20世紀(jì)90年代，第一個(gè)模擬監(jiān)控系統(tǒng)由模擬設(shè)備主導(dǎo)，稱為第一個(gè)模擬監(jiān)控系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)處理能力的提高和視頻技術(shù)的發(fā)展,人們利用計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)處理能力進(jìn)行視頻的采集和處理,利用顯示器的高分辨率實(shí)現(xiàn)圖像的多畫面顯示,從而大大提高了圖像質(zhì)量,這種基于PC機(jī)的多媒體主控臺(tái)系統(tǒng)稱為第二代數(shù)字化本地視頻監(jiān)控系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代末,隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬、計(jì)算機(jī)處理能力和存儲(chǔ)容量的快速提高,以及各種實(shí)用視頻處理技術(shù)的出現(xiàn),視頻監(jiān)控步入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代,稱為第三代遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為依托,以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存儲(chǔ)和播放為核心,以智能實(shí)用的圖像分析為特色,引發(fā)了視頻監(jiān)控行業(yè)的技術(shù)革命,受到了學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和使用部門的高度重視。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng),以其強(qiáng)大的功能,高清晰的圖像(最大分辨率為704×576),無(wú)論基于窄帶還是寬帶(2M以上)的高效遠(yuǎn)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(shù)一路領(lǐng)先,不斷推動(dòng)行業(yè)和社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛快發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的普及,網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在各行各業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)或安防監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸問(wèn)題,更大的優(yōu)勢(shì)在于利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了視頻信息、監(jiān)控信息的網(wǎng)絡(luò)共享的信息服務(wù)。以某酒店監(jiān)控系統(tǒng)改造工程為例,介紹數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)在酒店的運(yùn)用以及對(duì)其系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。2視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)改造前的結(jié)構(gòu)布置見(jiàn)圖1所示。原系統(tǒng)主要由前端設(shè)備、傳輸電纜以及終端控制主機(jī)部分組成。攝像機(jī)、鏡頭、攝像機(jī)防護(hù)罩、防護(hù)罩支架、解碼器等設(shè)備,前端主要采用紅外一體攝像機(jī)(AK-77VP)和室外紅外線一體化攝像機(jī)(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(duì)于傳輸電纜,采用穩(wěn)定性好,質(zhì)量好、抗干擾性強(qiáng)、衰減性小的國(guó)標(biāo)128編75-5類同軸視頻電纜點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接入硬盤錄像機(jī),實(shí)現(xiàn)對(duì)前端攝像機(jī)視頻信號(hào)的接入。所有線纜室內(nèi)、外采用?25mmPVC管保護(hù),沿墻、欄等介質(zhì)敷設(shè)。所有攝像機(jī)的電源采用集中供電,在布線時(shí)采用點(diǎn)到點(diǎn)法布線(即對(duì)于每一個(gè)攝像機(jī)而言都有一根視頻線一個(gè)電源線)。中央控制主機(jī)、嵌入式數(shù)字硬盤錄像機(jī),計(jì)算管理主機(jī)、圖像顯示設(shè)備如收監(jiān)兩用機(jī)和顯示器,控制臺(tái)等組成。第一種采用本地控制。通過(guò)控制鍵盤或者數(shù)字硬盤錄像機(jī)面板的按健對(duì)圖像進(jìn)行操作和控制;第二種采用遠(yuǎn)程視頻信號(hào)控制。視頻服務(wù)器采用的Browse/Server(B/S)結(jié)構(gòu),可包括視頻服務(wù)器軟件、WEB服務(wù)器軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)字錄像服務(wù)器軟件,能夠通過(guò)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)端畫面進(jìn)行控制和操作。數(shù)字硬盤錄像機(jī)(DS-8016HC)具有斷電后自動(dòng)重聯(lián)功能,支持實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)視頻單播和組播;對(duì)所有網(wǎng)絡(luò)用戶提供實(shí)時(shí)視/音頻圖像服務(wù);響應(yīng)前端監(jiān)控點(diǎn)報(bào)警(運(yùn)動(dòng)圖像或探頭報(bào)警),執(zhí)行相應(yīng)的報(bào)警行動(dòng)(報(bào)警觸發(fā)錄像、響應(yīng)控制等),可以實(shí)現(xiàn)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(shí)間等標(biāo)識(shí),供報(bào)警提示界面,對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻前端的報(bào)警進(jìn)行提示,可實(shí)現(xiàn)報(bào)警聯(lián)動(dòng),并配合有電子地圖報(bào)警指示。提供視頻錄像檢索回放界面。用戶可根據(jù)日期、時(shí)間、地點(diǎn)等條件精確查詢錄像,甚至可以用模糊技術(shù)查詢。數(shù)字硬盤錄像機(jī)(DS-8016HC)可以根據(jù)實(shí)際操作中可能會(huì)有很多用戶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作,這些用戶往往需要具有不同的用戶級(jí)別,這樣根據(jù)級(jí)別的不同限制用戶對(duì)監(jiān)控服務(wù)器實(shí)現(xiàn)不同功能的訪問(wèn)。33.1同軸電纜傳輸時(shí)視頻信號(hào)被衰減的問(wèn)題(1)對(duì)于遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸信號(hào)衰減大。由于同軸電纜自身的特性,當(dāng)視頻信號(hào)在同軸電纜內(nèi)傳輸時(shí)其受到的衰減與傳輸距離和信號(hào)本身的頻率有關(guān)。視頻信號(hào)在同軸電纜內(nèi)傳輸時(shí)不僅信號(hào)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(guò)多,檢修和查找故障源時(shí)比較復(fù)雜;(3)施工費(fèi)時(shí)、費(fèi)錢、費(fèi)力。視頻收發(fā)器距離在監(jiān)控系統(tǒng)中采用了非屏蔽雙絞(UTP)網(wǎng)線作為傳輸介質(zhì),其優(yōu)點(diǎn)是:(1)超強(qiáng)的干擾抑制、超低的電磁輻射能力可以使非屏蔽雙絞網(wǎng)線中的四對(duì)線任取一對(duì)線就可以傳輸一路視頻信號(hào);(2)一根雙絞線可同時(shí)傳輸4路視頻信號(hào);(3)大大降低布線工作量,在300m以上距離,布線成本節(jié)省一半以上;(4)在100～1500m距離內(nèi)可達(dá)到接近光纖傳輸?shù)膱D像效果。雙絞線視頻收發(fā)器是一款有(無(wú))源傳輸設(shè)備,使用非屏蔽雙絞網(wǎng)線作為傳輸介質(zhì),實(shí)時(shí)傳輸單色或彩色PAL、NTSC、SECAM等制式的基帶視頻信號(hào)。在使用無(wú)源雙絞線視頻收發(fā)器傳輸距離建議在100～400m,而有源的雙絞網(wǎng)線視頻收發(fā)器傳輸距離在100～1500m。使用其設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)低干擾、高信號(hào)比、安裝方便(根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)在800m以內(nèi)幾乎即插即用免于調(diào)試)、大大降低了工作量。在視頻信號(hào)傳輸實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化的低成本,達(dá)到光纖作為介質(zhì)的傳輸效果。在電源線設(shè)計(jì)上用一根電源線(提供220V電壓),在每?jī)蓚€(gè)樓層使用一個(gè)電源箱分別提供兩個(gè)空氣斷路器(分別對(duì)每個(gè)樓層的攝像機(jī)進(jìn)行控制)和一個(gè)變壓器(220V/12V)分別對(duì)這兩個(gè)樓層攝像機(jī)提供電源。3.2存儲(chǔ)容量的選擇要為視頻監(jiān)控方案選擇合適的存儲(chǔ)設(shè)備,首先就要估算存儲(chǔ)容量需求。那么根據(jù)現(xiàn)在主流的壓縮方式計(jì)算如下:錄像保存天數(shù)與硬盤的容量,每天24小時(shí)連續(xù)錄像,選擇硬盤容量為硬盤實(shí)際使用容量的1.05倍。估算一個(gè)視頻監(jiān)控項(xiàng)目中所需存儲(chǔ)設(shè)備的類型:例如,如酒店需要16路視頻監(jiān)控系統(tǒng),7天24小時(shí)監(jiān)控,數(shù)據(jù)保存1個(gè)月便可以覆蓋,那么總計(jì)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(chǔ)容量,只能保存3天內(nèi)的數(shù)據(jù),不能滿足現(xiàn)行酒店安防的要求。因此改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)采用NS3500/NS33/NS35系列的存儲(chǔ)設(shè)備,擴(kuò)大內(nèi)存儲(chǔ)容量。3.3酒店監(jiān)控系統(tǒng)不斷擴(kuò)大,缺少殘余通道來(lái)存儲(chǔ)酒店視頻監(jiān)控系統(tǒng)中兩臺(tái)16路數(shù)字硬盤錄像機(jī)(DS-8016HC)所有通道都使用,存在以下問(wèn)題:(1)沒(méi)有考慮今后的擴(kuò)展;(2)如果有一路出現(xiàn)故障,沒(méi)有多余的通道來(lái)及時(shí)更換。因此優(yōu)化設(shè)計(jì)中增加了一臺(tái)4路硬盤錄象機(jī)。酒店監(jiān)控系統(tǒng)改進(jìn)后的布置圖見(jiàn)圖2。改進(jìn)后系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn):(1)能夠提供更清晰的畫面;(2)在檢修和查找故障點(diǎn)更方便;(3)為今后的發(fā)展提供多余的通道;(4)能夠提供足夠大的存儲(chǔ)容量;4酒店智能監(jiān)控系統(tǒng)酒店監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)改進(jìn)后不再局限于簡(jiǎn)單地完成對(duì)視頻信號(hào)的處理、傳輸、控制,