《電子技術(shù)應(yīng)用》
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淺析視頻監(jiān)控現(xiàn)狀

2008-12-05
作者:深傲科技

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??? 目前市場(chǎng)應(yīng)用主要采用兩類產(chǎn)品:數(shù)字控制的模擬視頻監(jiān)控" title="視頻監(jiān)控">視頻監(jiān)控和數(shù)字視頻監(jiān)控,。前者技術(shù)發(fā)展已經(jīng)非常成熟,、性能穩(wěn)定,在實(shí)際工程應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用,,特別是在大,、中型視頻監(jiān)控工程中的應(yīng)用尤為廣泛;后者是新近崛起的以計(jì)算機(jī)通信技術(shù)及圖像視頻壓縮為核心的新型監(jiān)控系統(tǒng)" title="監(jiān)控系統(tǒng)">監(jiān)控系統(tǒng)" title="視頻監(jiān)控系統(tǒng)" title="視頻監(jiān)控系統(tǒng)">視頻監(jiān)控系統(tǒng)">視頻監(jiān)控系統(tǒng),,該系統(tǒng)解決了模擬系統(tǒng)部分弊端,更適合企業(yè)的遠(yuǎn)程智能數(shù)字視頻監(jiān)控管理,。

?

1,、 數(shù)字信號(hào)控制的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)

  數(shù)字信號(hào)控制的模擬視頻監(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" title="的多">的多媒體管理和基于PC機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)矩陣主機(jī)的切換控制及對(duì)系統(tǒng)的多媒體管理兩種類型?! ?

  1-1,、 基于微處理器的視頻切換控制加PC機(jī)的多媒體管理類型

  視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用微處理器固件發(fā)展的矩陣切換器,將原來分散的全硬件視頻監(jiān)控系統(tǒng)微型集中化,,如將視頻切換,、對(duì)前端的控制等功能集合一起,一機(jī)處理,,是技術(shù)上的一個(gè)突破,。

  自備微處理器的矩陣主機(jī)可通過PC機(jī)的圖形管理軟件實(shí)現(xiàn):  

  ①對(duì)單一工作站之中的視頻監(jiān)控,、出入口控制,、內(nèi)部通訊、報(bào)警等進(jìn)行綜合全面控制(注:只能提供一個(gè)簡(jiǎn)單的,、可增強(qiáng)系統(tǒng)控制功能的用戶界面,,但不能代替矩陣主機(jī)的安防配置和編程能力);  

 ?、谌我庖慌_(tái)工作站可通過網(wǎng)絡(luò),,控制其它工作站所連接的矩陣主機(jī)、報(bào)警設(shè)備,,完成視頻切換,、云臺(tái)、鏡頭控制及報(bào)警聯(lián)動(dòng)等功能,;  

 ?、劭赏ㄟ^軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)眾多矩陣主機(jī)和報(bào)警接口軟件模塊的控制,。  

  1-2,、 基于PC機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)矩陣主機(jī)的切換,、控制和對(duì)系統(tǒng)的多媒體管理

  基于PC機(jī)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用軟件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)到監(jiān)視器的視頻矩陣切換,,云臺(tái)和鏡頭的控制,,通過串口連接報(bào)警設(shè)備的報(bào)警信息,并通過程序編程自動(dòng)完成視頻切換,、云臺(tái)控制,、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、報(bào)警錄像等各項(xiàng)控制功能,。

  系統(tǒng)能充分利用PC機(jī)的資源,,使視頻監(jiān)控系統(tǒng)隨電腦技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步,同時(shí)其開放性的結(jié)構(gòu)特性更可使之與其它多種系統(tǒng)如與消防報(bào)警系統(tǒng),、出入口管理系統(tǒng),、樓宇自控系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)互動(dòng)集成?!?

  1-3,、模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

  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(hào),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),介質(zhì)專用的特點(diǎn),,因此系統(tǒng)網(wǎng)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,,視頻數(shù)字化是必由之路,。

  模擬監(jiān)控系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)有:  

  ① 通常適合于小范圍的區(qū)域監(jiān)控:模擬視頻信號(hào)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(hào)的距離小于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(chǎng)所,;  

  ② 系統(tǒng)的擴(kuò)展能力差:對(duì)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(dòng)全身,新的設(shè)備也很難添加到原有的系統(tǒng)之中,;  

 ?、?無法形成有效的報(bào)警聯(lián)動(dòng):在模擬監(jiān)控系統(tǒng)中,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(dòng)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)

  90年代末,,隨著計(jì)算機(jī)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(chǎng)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(硬盤錄像)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),。  

  2-1,、數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng):

  數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng)通常分為兩類:一類是基于PC機(jī)組合的計(jì)算機(jī)多媒體工作方式,;另一類是嵌入式數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng)?! ?

 ?、?計(jì)算機(jī)多媒體方式的數(shù)字監(jiān)控錄像系統(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)等眾多功能,使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化,?!?

  b、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、磁盤陣列存盤器或光盤存儲(chǔ)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,?;赑C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(tái)+應(yīng)用軟件" title="應(yīng)用軟件">應(yīng)用軟件

  從系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)來分析: 

  a、PC機(jī)

  兼容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(duì)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(tái)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(chǔ)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)像,;  

  c、應(yīng)用軟件:采用簡(jiǎn)易應(yīng)用軟件的系統(tǒng)是不能夠應(yīng)用安防領(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(huì)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(huì)有較大的影響。

  目前市場(chǎng)上也有部分為追求高幀數(shù)而設(shè)計(jì)采用多卡進(jìn)行迭加的多路單卡設(shè)備,,但其仍在計(jì)算機(jī)的總線上進(jìn)行傳輸,、處理,不可能會(huì)有質(zhì)的飛躍,。  

 ?、?嵌入方式的視頻監(jiān)控系統(tǒng)

  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(duì)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)集軟硬件于一體,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。

  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(dòng)軟件、系統(tǒng)內(nèi)核,、設(shè)備驅(qū)動(dòng)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(jiǎn),,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(huì)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、該類系統(tǒng)目前四路以上機(jī)型還較為少見  

  2-2,、嵌入式視頻Web服務(wù)器方式  

 ?、偾度胧揭曨lWeb服務(wù)器的主要原理

  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(hào)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(tái)、鏡頭的動(dòng)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,。
 

 ?、谇度胧揭曨lWeb服務(wù)器監(jiān)控系統(tǒng)與其它監(jiān)控系統(tǒng)的比較  

  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(zhǎng)度和信號(hào)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(shí),,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(tái)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,。

  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(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬就會(huì)有一定的要求。

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