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視頻監(jiān)控的基本業(yè)務功能是提供實時監(jiān)視的手段,并對被監(jiān)視的畫面進行錄像存儲,以便事后回放。在此基礎上,的視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以對監(jiān)控裝置進行遠程控制,并能接收報警信號,進行報警觸發(fā)與聯(lián)動。zui早的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是全模擬的視頻監(jiān)控系統(tǒng),圖像信息采用視頻電纜,以模擬方式傳輸,一般傳輸距離不能太遠,主要應用于小范圍內的監(jiān)控,監(jiān)控圖像一般只能在控制中心查看。

隨著數(shù)字技術的發(fā)展,數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)從20世紀90年代中期開始出現(xiàn),以數(shù)字控制的視頻矩陣替代原來的模擬視頻矩陣,以數(shù)字硬盤錄像機DVR替代原來的長延時模擬錄像機,將原來的磁帶存儲模式轉變成數(shù)字存儲錄像,實現(xiàn)了將模擬視頻轉為數(shù)字錄像。DVR集合了錄像機、畫面分割器等功能,跨出數(shù)字監(jiān)控的*步。在此基礎上產生了全數(shù)字的視頻監(jiān)控系統(tǒng),可以基于PC機或嵌入式設備構成監(jiān)控系統(tǒng),并進行多媒體管理,這類系統(tǒng)是目前視頻監(jiān)控市場的主流。

隨著寬帶網絡的普及,視頻監(jiān)控逐漸從本地監(jiān)控向遠程監(jiān)控發(fā)展,出現(xiàn)了以網絡視頻服務器為代表的遠程網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。網絡視頻服務器解決了視頻流在網絡上的傳輸問題,從圖像采集開始進行數(shù)字化處理、傳輸,這樣使得傳輸線路的選擇更加多樣性,只要有網絡的地方,就提供了圖像傳輸?shù)目赡堋?/P>

計算機技術的發(fā)展使視頻監(jiān)控技術更加智能化,通過在圖像及圖像描述之間建立映射關系,從而使計算機能夠通過數(shù)字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內容。視頻監(jiān)控技術網絡化、智能化的基礎是數(shù)字化。而智能化是“三化”的zui高境界。系統(tǒng)由目視解釋轉變?yōu)闄C器自動解釋是視頻監(jiān)控技術的飛躍,是安防技術的發(fā)展的必然。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分就是圖像傳感技術,目前,監(jiān)控攝像機的圖像傳感器正逐漸從傳統(tǒng)的CCD向CMOS轉變。這兩種傳感器各有長短,但一直以來,CMOS傳感器的缺點漸漸減少。CMOS圖像傳感器低成本、高集成度為其主要特點,圖像質量已不輸于CCD。與基于CCD的探頭相比,CMOS探頭的集成度更高,因為CMOS傳感器集成了許多外圍處理功能,所需器件比CCD探頭少,且CMOS探頭的功耗要低得多。從整個系統(tǒng)來看,CMOS傳感器可將成本大大降低。

CMOS傳感器與CCD傳感器的比較CCD（ChargeCoupledDevice）,即“電荷耦合器件”,以百萬像素為單位。數(shù)碼相機規(guī)格中的多少百萬像素,指的就是CCD的分辨率。CCD是一種感光半導體芯片,用于捕捉圖形,廣泛運用于掃描儀、復印機以及無膠片相機等設備。與膠卷的原理相似,光線穿過一個鏡頭,將圖形信息投射到CCD上。但與膠卷不同的是,CCD既沒有能力記錄圖形數(shù)據(jù),也沒有能力*保存下來,甚至不具備“曝光”能力。所有圖形數(shù)據(jù)都會不停留地送入一個“模-數(shù)”轉換器,

一個信號處理器以及一個存儲設備（比如內存芯片或內存卡）。CCD有各式各樣的尺寸和形狀,zui大的有2×2平方英寸。1970美國貝爾實驗室發(fā)明了CCD。二十年后,人們利用這一技術制造了數(shù)碼相機,將影像處理行業(yè)推進到一個全新領域。

CMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor）,即“互補金屬氧化物半導體”。它是計算機系統(tǒng)內一種重要的芯片,保存了系統(tǒng)引導所需的大量資料。有人發(fā)現(xiàn),將CMOS加工也可以作為數(shù)碼相機中的感光傳感器,其便于大規(guī)模生產和成本低廉的特性是商家們夢寐以求的。

流媒體技術

實時視頻監(jiān)視與錄像回放是視頻監(jiān)控的兩大重要基本業(yè)務,其本質是將視頻源上的多媒體數(shù)據(jù)傳送到視頻接收端。實時視頻監(jiān)視要求完成視頻的實時傳輸,具有很強的實時性；錄像回放則類似于VOD業(yè)務,具有一定的實時性（但并非很強）,要求畫面清晰流暢,并且能完成各種播放控制操作。

我們可以將前端的攝像機看成是實時的A/V源,而將錄像文件看成是存儲的A/V文件,那么目前解決此類問題的一個很好的辦法便是運用流媒體技術。

我們知道,流式傳輸及流媒體（StreamingMEDIa）是為了解決信息傳輸實時性問題而開發(fā)的。流式傳輸主要指通過網絡傳輸媒體（如音頻、視頻等）的技術總稱,其特定含義為通過網絡將音視頻等信息傳輸?shù)接脩?a href="/baike/list_6003.html">終端播放時,無須等全部文件下載完畢才可播放,而是將連續(xù)的音視頻信息壓縮后放于服務器,用戶終端播放時只要將開始部分的內容存入其內存,其余數(shù)據(jù)流由用戶終端在后臺繼續(xù)接收并播放,直至播放完畢或用戶中止操作。這樣,用戶播放媒體的等待時間將顯著減少,且無須太大緩存。流媒體指使用流式傳輸技術的連續(xù)時基媒體。

流式傳輸主要是為了區(qū)別于下載傳輸而提出的。傳統(tǒng)的下載轉輸方式有兩個基本條件,一是基于文件操作,二是文件要全部下載后才能使用（播放）。對于實時視頻監(jiān)視而言,不存在文件的概念,因此無法用“下載”的方式實現(xiàn)。對于錄像業(yè)務,錄像數(shù)據(jù)可以以文件形式存在,但是,如果錄像數(shù)據(jù)如果必須等*下載后才能播放的話,會帶來很大的時延,用戶無法忍受。所以,比較理想的方式是采用流式傳輸。

實現(xiàn)流式傳輸有順序流式傳輸（ProgressiveStreaming）和實時流式傳輸（RealtimeStreaming）兩種方法。視頻監(jiān)控業(yè)務主要采用實時流式傳輸。

網絡攝像機可以看成是一臺提供實時A/V源的服務器,當用戶請求進行實時監(jiān)視時,網絡攝像機采用實時流式傳輸方式向用戶終端傳送監(jiān)控畫面�？紤]到多個用戶同時訪問網絡攝像機將帶來流量瓶頸等問題,可以使用視頻服務器來進行中轉,讓視頻服務器來提供強大的負載能力。

以上只是原理性的簡要說明。上述方案可以滿足小型的視頻監(jiān)控系統(tǒng),但在大型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,監(jiān)控前端設備與用戶終端的數(shù)目都非常龐大,除了增加考慮組播、廣播等方案外,更需要一套完善的媒體分發(fā)、調度機制來保證媒體的傳送。在這方面,目前尚無現(xiàn)成的成熟方案,中國通信標準化組織（CCSA）正對此展開積極研究,以便為未來的視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供標準的媒體傳送機制。

紅外熱成像技術

人眼能夠感受到的可見光波長為0.38～0.78微米。紅外線屬于波長大于0.78微米的電磁波。自然界中,一切物體都會輻射不同波長的紅外線,因此能夠利用特制的探測設備分別檢測出監(jiān)控目標本身和背景之間的紅外線波長,從而可以得到不同的紅外圖像,這紅外圖像稱為熱圖像。

采用紅外熱成像技術,探測目標物體的紅外輻射,并通過光電轉換、信號處理等手段,將目標物體的溫度分布圖像轉換成視頻圖像的設備被稱為紅外熱成像儀。

智能視頻監(jiān)控技術

智能視頻（IV,InligentVideo）源自計算機視覺（CV,ComPUterVision）技術。計算機視覺技術是人工智能（AI,ArtificialInligent）研究的分支之一,它能夠在圖像及圖像描述之間建立映射關系,從而使計算能夠通過數(shù)字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內容。

視頻監(jiān)控中所提到的智能視頻技術主要是指：“自動的分析和抽取視頻源中的關鍵信息。”如果把攝像機看作人的眼睛,而智能視頻系統(tǒng)或設備則可以看作人的大腦。

建造視頻監(jiān)控系統(tǒng)的目的,一是為了視覺上的延伸——把處于別地的畫面通過網絡與設備“拉近”到眼前,因此有了遠程監(jiān)控；二是為了智力上的延伸——讓系統(tǒng)自動為我們分析問題并解決問題,于是有了智能監(jiān)控。當然,后者是更高層次上的要求,但也是視頻監(jiān)控今后發(fā)展的必然要求。

傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)缺乏智能,在很大程度上依賴于人的判斷。然而,人類有著自身難以克服的弱點,比如：（1）人力有限,人的反應與處理速度有限,導致我們在的時間內能夠進行監(jiān)視的地點有限。這也就意味著各個被監(jiān)控點并非每時每刻都處于監(jiān)控當中。（2）人并非一個可以*信賴的觀察者,無論是在觀看實時的視頻流還是在觀看錄像回放的時候,由于自身生理上的弱點,我們經常無法察覺安全威脅,從而導致漏報現(xiàn)象的發(fā)生。

從上述分析來看,當開展大規(guī)模視頻監(jiān)控以后,智能監(jiān)控實際上已不是可有可無的裝飾品,而是系統(tǒng)所*的一種能力。

否則,巨大的投資將由于缺乏人力資源的跟進以及人類自身的弱點,而有可能變?yōu)橐环N浪費。

作為安全防范體系的重要內容之一,視頻監(jiān)控具有技術先進、防范能力極強、便利直觀等優(yōu)勢,通過安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng),可以對所監(jiān)控范圍內的情況進行實時監(jiān)視和分析,并且可以將被監(jiān)控范圍內的場景等全部記錄下來,為以后處理某些意外情況和事件等提供最有力的證據(jù)和支持。此外,視頻監(jiān)控系統(tǒng)還可以和報警系統(tǒng)等進行相連,從而實行自動報警,可以達到有效避免某些安全事故發(fā)生的目的。

近年來,隨著互聯(lián)網技術和信息科技技術的迅猛發(fā)展,視頻監(jiān)控系統(tǒng)中也充分運用了芯片技術、音頻采集技術、編碼壓縮等先進技術,從而視頻監(jiān)控系統(tǒng)也經歷了從模擬視頻監(jiān)控、半數(shù)字視頻監(jiān)控以及全數(shù)字視頻監(jiān)控3個時代,相應的,視頻監(jiān)控產品也進行了不斷的升級、完善和優(yōu)化,為安全防范提供更加有力的支撐和支持作用。下面主要對視頻監(jiān)控所經歷的3個時代所利用的設備以及關鍵技術等進行詳細的說明。

第一時代：模擬視頻監(jiān)控時代。

該時代主要開始于20世紀70年代,視頻切換矩陣是核心裝備之一。多畫面切割器、視頻矩陣、模擬監(jiān)控器、磁帶錄像機等構成了模擬視頻監(jiān)控時代的主要設備。其傳輸方式主要是利用同軸電纜,由主機進行控制以模擬的方式進行傳輸,錄像存儲的媒介主要是以VCR為主。但是由于VCR磁帶有限的存儲空間,因此,為了實現(xiàn)錄像能夠長期存儲的目的,就必須經常更換VCR磁帶。在模擬視頻監(jiān)控時代,由于VCR存儲空間有限的原因,因此,導致模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在著自動化效率較低、錄像檢索慢等問題有待解決。

疊第二時代：半數(shù)字視頻監(jiān)控時代。

該時代主要開始于20世紀90年代。硬盤刻錄機是半數(shù)字視頻監(jiān)控時代最主要的核心設備。DVR是半數(shù)字視頻監(jiān)控時代的主要標志性產品,通過DVR,對模擬的視頻信號進行數(shù)字化編碼并且進行存儲。在該時代,VCR被DVR所替代,從而有效解決了在模擬時代所遺留的自動化效率低下、檢索較慢等問題。

第三時代：全數(shù)字（網絡）視頻監(jiān)控時代。

全數(shù)字視頻監(jiān)控時代就是當前所謂的智能網絡視頻監(jiān)控時代,在該時代,由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)具備開放而且分散等特性,從而在智能網絡視頻監(jiān)控時代并沒有核心的硬件設備。視頻編碼器、網絡攝像機以及中央管理平臺構成了全數(shù)字視頻監(jiān)控時代的主要設備。在全是字視頻監(jiān)控時代,主要采用視頻內容分析技術完成網絡視頻存儲、視頻播放以及傳輸?shù)裙δ?從而使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)的調度、指揮、控制等功能和作用能夠得到充分有效的發(fā)揮。

網絡視頻監(jiān)控技術的主要用途是用來實時監(jiān)控,主要是通過網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)來實現(xiàn)。網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)由三個部分構成,分別為前端監(jiān)控設備、監(jiān)控中心及即監(jiān)控工作站。前端監(jiān)控設備是監(jiān)控過程中的基礎設備,包括攝像頭、麥克風、網絡視頻編碼器等；監(jiān)控中心則包括服務器軟件、監(jiān)控墻及流媒體服務器等；監(jiān)控工作站多以客戶端形式存在。用戶安裝客戶端后便可獲取合法權限登錄并使用系統(tǒng)。網絡監(jiān)控系統(tǒng)具體工作流程如下：先由前端設備攝入圖像或聲音,如攝像頭可采集圖像信息,麥克風可采集聲音信號。然后,在視頻服務器的作用下對信號進行數(shù)模轉換,并通過壓縮技術對這些信息進行數(shù)字化處理。信號處理完成后將處理后的視頻在網上發(fā)布。最后,由中央控制室將整個監(jiān)控系統(tǒng)接入局域網當中,以實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的管理及錄像。此外,還可利用解碼器將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示器上,從而實現(xiàn)網絡視頻實時監(jiān)控。

數(shù)字化

安防視頻監(jiān)控產品的數(shù)字化進程在上世紀末已經開始,主要表現(xiàn)為模擬磁帶錄像機被硬盤錄像機取代。典型的視頻監(jiān)控系統(tǒng),仍然大量采用模擬攝像機,其功能、圖像分辨率都非常單一,無法滿足現(xiàn)代安防監(jiān)控系統(tǒng)對于圖像清晰度、圖像質量、安防特色功能的需求。隨著相關視頻采集、處理、分析、傳輸 和顯示技術的成熟,模擬攝像機將會逐步退出市場而被全數(shù)字化的IP攝像機（又稱網絡攝像機）取代,IP攝像機具備更高的圖像分辨率和更豐富的安防特色功能,視音頻不再采用模擬同軸電纜傳輸,而是通過各種IP網絡,從而完成了安防產業(yè)技術的全數(shù)字化進程。

網絡化

視頻監(jiān)控技術的網絡化意味著系統(tǒng)的結構將由集總式向集散式發(fā)展。集散式系統(tǒng)采用多層分級的結構形式,將使整個網絡系統(tǒng)硬件和軟件資源以及任務和負載得以共享。在個網絡化的監(jiān)控系統(tǒng)里,可將前端采集編碼、存儲、顯示、 分析、傳遞、管理等模塊分布在網絡的各個節(jié)點,各種監(jiān)控信息可以沿網絡的 分布而傳遞,任何網絡用戶可實現(xiàn)實時查看。

監(jiān)控系統(tǒng)的網絡化,使監(jiān)控信息獲取更便捷,安裝、管理、維護更靈活方便。IP攝像機便是數(shù)字化和網絡化推動的成果,而網絡程度更高的NVR也將隨網絡化進程而得以應用。

集成化

安防視頻監(jiān)控技術的集成不僅在于用統(tǒng)一平臺對不同視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行集成和協(xié)同防范,實行重要防護對象的"多層級設防",還包括產生圖像系統(tǒng)與非圖像系統(tǒng)的無縫關聯(lián)集成,發(fā)揮綜合管理的效用,擴大視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用范圍,為智能化提供實施基礎。

智能化

隨著安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的大量建設,監(jiān)控的范圍會越來越廣泛。智能化分析技術的發(fā)展將使監(jiān)控系統(tǒng)的功能從事后追查為主轉為以預防為主,有效地提高監(jiān)控系統(tǒng)本身的功能和效率。

未來智能視頻監(jiān)控技術將向兩個方向發(fā)展：一是適應更為復雜和多變的場景；其次是能識別和分析更多的行為和異常事件。其中行為模式識別、生物識別、目標檢測與分析、自動跟蹤識別、運動理解等技術將是智能化技術發(fā)展的主要內容。