視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展方向

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀

    視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，是一種防范能力較強(qiáng)的綜合系統(tǒng)。視頻監(jiān)控以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合。近年來，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展特別是網(wǎng)絡(luò)帶寬、計(jì)算機(jī)處理能力和存儲容量的迅速提高以及各種實(shí)用視頻信息處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控技術(shù)也有長足的發(fā)展，視頻監(jiān)控進(jìn)入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，日益受到人們的重視和關(guān)注。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展基本上是從早期的模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)向數(shù)模結(jié)合的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)在的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)演變的過程，而現(xiàn)在的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)技術(shù)的發(fā)展又分為三個(gè)階段：數(shù)字監(jiān)控的多媒體階段、數(shù)字監(jiān)控的DVR階段和數(shù)字監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)階段。

1、模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為基于微處理器的視頻切換控制加PC機(jī)的多媒體管理和基于PC機(jī)實(shí)現(xiàn)對矩陣主機(jī)的切換控制及對系統(tǒng)的多媒體管理兩種類型。模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際上就是許多模擬監(jiān)控設(shè)備的組合，系統(tǒng)主要由“前端設(shè)備”和“終端控制設(shè)備”以及“信號傳輸介質(zhì)”三個(gè)部分組成，其中：前端設(shè)備主要有攝像機(jī)、云臺、解碼器等，控制設(shè)備主要有切換矩陣、畫面分割器、監(jiān)視器、控制鍵盤、錄像機(jī)等。傳輸介質(zhì)包括電纜、控制線等。隨著微處理器、微機(jī)的功能、性能的增強(qiáng)和提高，多媒體技術(shù)的應(yīng)用，系統(tǒng)在功能、性能、可靠性、結(jié)構(gòu)方式等方面都發(fā)生了很大的變化，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成更加方便靈活、與其它技術(shù)系統(tǒng)的接口趨于規(guī)范，人機(jī)交互界面更為友好。但由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)中信息流的形態(tài)沒有變，仍為模擬的視頻信號，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要是一種單功能、單向、集總方式的信息采集網(wǎng)絡(luò)，因此系統(tǒng)盡管已發(fā)展到很高的水平，已無太多潛力可挖，其局限性依然存在，要滿足更高的要求，數(shù)字化是必由之路。模擬監(jiān)控系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)有：a、通常只適合于小范圍的區(qū)域監(jiān)控，模擬視頻信號的傳輸工具主要是同軸電纜，而同軸電纜傳輸模擬視頻信號的距離不大于1Km，雙絞線的距離更短，這就決定了模擬監(jiān)控只適合于單個(gè)大樓、小的居民區(qū)以及其它小范圍的場所。b、系統(tǒng)的擴(kuò)展能力差 對于已經(jīng)建好的系統(tǒng)，如要增加新的監(jiān)控點(diǎn)，往往是牽一發(fā)而動全身，新的設(shè)備也很難添加到原有的系統(tǒng)之中。c、無法形成有效的報(bào)警聯(lián)動，由于各部分獨(dú)立運(yùn)作，相互之間的控制協(xié)議很難互通，聯(lián)動只能在有限的范圍內(nèi)進(jìn)行。

2、數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　隨著多媒體技術(shù)、視頻壓縮編碼技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展、數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)迅速崛起，現(xiàn)今市場上有兩種數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)類型，一種是以數(shù)字錄像設(shè)備為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，另一種是以嵌入式視頻Web服務(wù)器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

　　數(shù)字視頻壓縮編碼技術(shù)日益成熟，計(jì)算機(jī)的普及化，為基于PC機(jī)的多媒體監(jiān)控創(chuàng)造了條件。這種新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的迅速崛起，部分地取代了以視頻矩陣圖像分割器、錄像機(jī)為核心，輔以其它傳送器的模擬視頻監(jiān)控模式，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在：a、PC機(jī)的多媒體監(jiān)控主機(jī)綜合了視頻矩陣、圖像分割器、錄像機(jī)等的眾多功能，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大為簡化。b、由于采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)字多媒體遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控不受距離限制。c、由于采用大容量磁盤陣列存盤器或光盤存儲器，可以節(jié)省大量的磁帶介質(zhì)，同時(shí)有利于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多媒體信息查詢。

　　但隨著基于PC機(jī)的視頻監(jiān)控錄像系統(tǒng)的發(fā)展，在實(shí)際工程使用過程中，也暴露出一些不足，主要是系統(tǒng)工作的不穩(wěn)定性。基于PC的視頻監(jiān)控錄像系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)為：兼容/工控PC機(jī)+視頻采集卡+普通/較可靠的操作平臺+應(yīng)用軟件。從系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)來分析：a、PC機(jī)用于24小時(shí)不間斷工作時(shí)，其性能是不很穩(wěn)定的，工控PC機(jī)相對兼容PC機(jī)的穩(wěn)定性有一個(gè)檔次上的提高，適用于較復(fù)雜的工作環(huán)境。b、操作系統(tǒng)：以Windows 98為操作平臺的系統(tǒng)，業(yè)內(nèi)人士都知道，Win98的穩(wěn)定性是有一定問題的，如果同時(shí)應(yīng)用軟件又不是很規(guī)范，這樣就容易在使用過程中出現(xiàn)工作不穩(wěn)定、死機(jī)等問題，而基于PC機(jī)的視頻監(jiān)控錄像系統(tǒng)其軟件的實(shí)現(xiàn)是在Windows 95/98/NT、Unix、Linux等通用操作系統(tǒng)上，同時(shí)系統(tǒng)文件、應(yīng)用軟件和圖像文件都存儲在硬盤上，視頻處理必須高密度輸入大量數(shù)據(jù)，同時(shí)硬盤要進(jìn)行多工工作，普通的硬盤邏輯（如Windows的FAT32）已無法適應(yīng)，以致極易產(chǎn)生系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，造成死機(jī)現(xiàn)象。c 、應(yīng)用軟件：采用簡易應(yīng)用軟件的系統(tǒng)是不能夠用于安防領(lǐng)域的，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用軟件能力上應(yīng)支持多任務(wù)并發(fā)處理，如監(jiān)視、錄像、回放、備份、報(bào)警、控制、遠(yuǎn)程連接等的多工處理能力。d、視頻采集卡：視頻監(jiān)控錄像系統(tǒng)通常均為多路輸入系統(tǒng)，視頻采集卡可采用多卡方式，也可采用單卡方式。一般說，單卡方式集成度高，穩(wěn)定性會優(yōu)于多卡方式，很多采用一路一卡的方式很容易形成硬件沖突，其穩(wěn)定性會有較大的影響。

　　嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減的，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積等綜合性嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，亦即為監(jiān)控系統(tǒng)量體裁衣的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

    嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)等組成，它是集軟硬件于一體的可獨(dú)立工作的"器件"。嵌入式操作系統(tǒng)是一種實(shí)時(shí)的，支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件，它是嵌入式系統(tǒng)極為重要的組成部分，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動接口、通信協(xié)議、圖形界面、標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器等，嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實(shí)時(shí)高效性、硬件的相關(guān)依靠性、軟件固態(tài)化及應(yīng)用的專用性等方面具有較為突出的特點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：a、系統(tǒng)為專用系統(tǒng)，所以系統(tǒng)小，指令精簡，處理速度快。b、系統(tǒng)數(shù)據(jù)置于ROM/FLASH MEMORY，調(diào)用速度快，不會被改變，穩(wěn)定性好。c、系統(tǒng)處理實(shí)時(shí)性好，性能穩(wěn)定。d、文件管理系統(tǒng)更適合于大量的視頻數(shù)據(jù)。e、在網(wǎng)絡(luò)功能、音視頻同步等方面也難令人滿意。

　　嵌入式視頻Web服務(wù)器方式，視頻服務(wù)器內(nèi)置一個(gè)嵌入式Web服務(wù)器，采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。攝像機(jī)送來的視頻信號數(shù)字化后由高效壓縮芯片壓縮，通過內(nèi)部總線送到內(nèi)置的Web服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)上用戶可以直接用瀏覽器觀看Web服務(wù)器上的攝像機(jī)圖像，授權(quán)用戶還可以控制攝像機(jī)、云臺、鏡頭的動作或?qū)ο到y(tǒng)配置進(jìn)行操作。

　　由于把視頻壓縮和Web功能集中到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi)，可以直接連入局域網(wǎng)，達(dá)到即插即看，省掉多種復(fù)雜的電纜，安裝方便（僅需設(shè)置一個(gè)IP地址），用戶也無需安裝任何硬件設(shè)備，僅用瀏覽器即可觀看。嵌入式視頻Web服務(wù)器監(jiān)控系統(tǒng)與其它監(jiān)控系統(tǒng)的比較有如下特點(diǎn)：a、布控區(qū)域廣闊  嵌入式視頻Web服務(wù)器監(jiān)控系統(tǒng)的Web服務(wù)器直接連入網(wǎng)絡(luò)，沒有線纜長度和信號衰減的限制，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)是沒有距離概念的，徹底拋棄了地域的概念，擴(kuò)展布控區(qū)域。b、系統(tǒng)具有幾乎無限的無縫擴(kuò)展能力  所有設(shè)備都以IP地址進(jìn)行標(biāo)識，增加設(shè)備只是意味著IP地址的擴(kuò)充。c、可組成非常復(fù)雜的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)  采用基于嵌入式Web服務(wù)器為核心的監(jiān)控系統(tǒng)，在組網(wǎng)方式上與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控和基于PC平臺的監(jiān)控方式有極大的不同，由于Web服務(wù)器輸出已完成模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換并壓縮，采用統(tǒng)一的協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，支持跨網(wǎng)關(guān)、跨路由器的遠(yuǎn)程視頻傳輸。d、性能穩(wěn)定可靠，無需專人管理  嵌入式Web服務(wù)器實(shí)際上基于嵌入式電腦技術(shù)，采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，又由于視頻壓縮和Web功能集中到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi)，直接連入局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，即插即看，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性大大提高，也無需專人管理，非常適合于無人值守的環(huán)境。e、當(dāng)監(jiān)控中心需要同時(shí)觀看較多個(gè)攝像機(jī)圖像時(shí)，對網(wǎng)絡(luò)帶寬就會有一定的要求。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展

1、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向

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

2、數(shù)字化

　　數(shù)字化是21世紀(jì)的特征，是以信息技術(shù)為核心的電子技術(shù)發(fā)展的必然，數(shù)字化是邁向成長的通行證，隨著時(shí)代的發(fā)展，我們的生存環(huán)境將變得越來越數(shù)字化。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化首先應(yīng)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(jī)成像技術(shù)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(shí)現(xiàn)無縫連接，并在統(tǒng)一的操作平臺上實(shí)現(xiàn)管理和控制，這也是系統(tǒng)集成化的含義。

3、網(wǎng)絡(luò)化

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化將意味著系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將由集總式向集散式系統(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(shù)的實(shí)時(shí)多任務(wù)、多用戶、分布式操作系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)搶先任務(wù)調(diào)度算法的快速響應(yīng)。組成集散式監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟件采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)備的配置具有通用性強(qiáng)、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(jī)界面友好以及系統(tǒng)安裝、調(diào)試和維修簡單化，系統(tǒng)運(yùn)行互為熱備份，容錯可靠等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化在某種程度上打破了布控區(qū)域和設(shè)備擴(kuò)展的地域和數(shù)量界限。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化將使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件和軟件資源的共享以及任務(wù)和負(fù)載的共享，這也是系統(tǒng)集成的一個(gè)重要概念。從以上可以看出，視頻技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了模擬視頻、PC視頻、網(wǎng)絡(luò)視頻三個(gè)階段，并以網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)為依托和傳輸平臺。