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模擬到高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)幾階段知識分享

  視頻監(jiān)控是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分,傳統(tǒng)地監(jiān)控系統(tǒng)包括前端攝像機(jī)、傳輸線纜、視頻監(jiān)控平臺。攝像機(jī)可分為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和模擬攝
  視頻監(jiān)控是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分,傳統(tǒng)地監(jiān)控系統(tǒng)包括前端攝像機(jī)、傳輸線纜、視頻監(jiān)控平臺。攝像機(jī)可分為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和模擬攝像機(jī),可作為前端視頻圖像信號的采集。它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、準(zhǔn)確、及時(shí)和信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合。近年來,隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及圖像處理、傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展,視頻監(jiān)控技術(shù)也有了長足的發(fā)展。

  經(jīng)過多年的依賴與運(yùn)用,視頻監(jiān)控帶來的便利與作用顯而易見。視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了視頻監(jiān)控與會議的整合聯(lián)動,能夠靈活有效的對遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行管理。通過對遠(yuǎn)程監(jiān)控對象的錄像、回放、聯(lián)動報(bào)警、監(jiān)控策略制定、應(yīng)急指揮等應(yīng)用,達(dá)到監(jiān)控與通訊的雙重功能,全面滿足交通、水利、油田、銀行、電信等各個領(lǐng)域的遠(yuǎn)程監(jiān)控與應(yīng)急指揮需求。下面,讓我們一起回顧下視頻監(jiān)控的幾大發(fā)展階段。

  模擬視頻監(jiān)控階段

  模擬視頻監(jiān)控開始于20世紀(jì)70年代,該階段主要利用模擬攝像機(jī)進(jìn)行視頻信號采集,通過同軸電纜將視頻信號傳輸?shù)骄仃囍鳈C(jī)或顯示與記錄設(shè)備。在模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,以模擬矩陣、模擬鍵盤為主的切換控制設(shè)備是整個系統(tǒng)的核心,而顯示與錄像設(shè)備則多采用監(jiān)視器和磁帶式錄像機(jī)。

  模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)又稱為閉路電視監(jiān)控系統(tǒng),它由模擬攝像機(jī)、視頻分配器、模擬矩陣、控制鍵盤和磁帶錄像機(jī)(VCR)等組成,可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)視、錄像、回放等基本功能,主要采用同軸電纜(75Ω,1.0Vp-p)進(jìn)行復(fù)合視頻廣播信號的傳輸。

  數(shù)字視頻監(jiān)控階段

  數(shù)字視頻監(jiān)控開始于20世紀(jì)90年代末期,該階段主要利用視頻壓縮板卡將模擬攝像機(jī)采集的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、編碼、壓縮,同時(shí)利用PC機(jī)進(jìn)行本地存儲。該階段的硬盤錄像機(jī)采用PC式架構(gòu),主要實(shí)現(xiàn)了模擬信號數(shù)字化和視頻編碼、壓縮、存儲功能,在網(wǎng)絡(luò)傳輸、軟件應(yīng)用、矩陣控制等方面的功能并不十分完善,因此在實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用中,通常與模擬矩陣配合使用。

  PC式硬盤錄像機(jī)誕生于數(shù)字視頻監(jiān)控時(shí)代的起步階段,為數(shù)字視頻監(jiān)控能夠順利完成模擬信號的數(shù)字化提供了可靠保障,有效解決了模擬視頻監(jiān)控錄像存儲介質(zhì)及存儲周期的局限性問題。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由模擬攝像機(jī)、PC式硬盤錄像機(jī)、顯示器等組成,可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)視(監(jiān)聽)、錄像、回放、報(bào)警聯(lián)動、語音對講、實(shí)時(shí)控制等基本功能。

  PC式硬盤錄像機(jī)除能實(shí)現(xiàn)前端模擬信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換、編碼、壓縮外,還能實(shí)現(xiàn)壓縮數(shù)據(jù)的本地存儲,信號傳輸介質(zhì)仍是同軸電纜(75Ω,1.0Vp-p)。

  網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控階段

  網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控開始于2005年左右,該階段初期主要利用嵌入式網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像或嵌入式視頻服務(wù)器將模擬信號進(jìn)行數(shù)字化、編碼、壓縮后接入網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控。隨著平安城市建設(shè)的不斷深入、金融等行業(yè)視頻監(jiān)控規(guī)模的不斷擴(kuò)大,視頻監(jiān)控的聯(lián)網(wǎng)需求日漸明顯,對視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展產(chǎn)生了積極的影響。目前,我國視頻監(jiān)控行業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控。

  1、模擬接入方式的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控

  日常應(yīng)用中,小型監(jiān)控場景中如果對視頻清晰度要求不是很高,可能會選用模擬方案,即采用“模擬攝像機(jī) DVR 顯示器 PC(客戶端)”的架構(gòu)。在該種架構(gòu)下,前端通常采用標(biāo)清模擬攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)視頻信號的采集,通過同軸電纜傳輸?shù)紻VR中進(jìn)行編碼并存儲,DVR可接顯示器進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)覽、回放等操作。該方案中一般由DVR實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能,客戶端可通過遠(yuǎn)程訪問DVR,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。

  2、模數(shù)混合接入方式的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控

  前端模擬攝像機(jī)的信號可以直接傳送到監(jiān)控中心,也可以通過在靠近前端設(shè)備處放置視頻編碼設(shè)備,將若干路模擬視頻信號進(jìn)行數(shù)字化、編碼壓縮,轉(zhuǎn)換為可以在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包(或直接使用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)),通過IP網(wǎng)絡(luò)(有線/無線方式)傳送到監(jiān)控中心。在監(jiān)控中心內(nèi),模擬信號通過視頻分配器接入模擬矩陣,而數(shù)字信號則通過視頻解碼設(shè)備轉(zhuǎn)換成模擬視頻信號接入模擬矩陣,所有的視音頻數(shù)據(jù)存儲在混合型硬盤錄像機(jī)(H-DVR)中。

  高清視頻監(jiān)控階段

  聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控作為一種基本應(yīng)用被滿足后,渴望看清人臉、車牌等細(xì)節(jié)特征的需求使得用戶的注意力轉(zhuǎn)移到了視頻清晰度的提升上,高清視頻監(jiān)控開始嶄露頭角。

  要實(shí)現(xiàn)真正意義上的高清視頻監(jiān)控,采集、傳輸、存儲、解碼、顯示、控制各個環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格要求,缺一不可。我國的視頻監(jiān)控行業(yè)尚處于高清視頻監(jiān)控的起步階段,高清這個趨勢仍將持續(xù)很長一段時(shí)間。

  1、全I(xiàn)P接入方式的高清視頻監(jiān)控

  全I(xiàn)P接入方式的高清監(jiān)控是目前最為典型的應(yīng)用模式之一。該架構(gòu)下,視音頻數(shù)據(jù)以IP包的形式在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸。

  前端:采用網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)進(jìn)行視頻圖像采集后編碼壓縮通過網(wǎng)絡(luò)回傳,并可將報(bào)警和聲音等信號接入攝像機(jī)一并回傳。

  傳輸:數(shù)據(jù)傳輸通過以太網(wǎng)層層連接。

  存儲:因?yàn)橐曨l流全部為編碼后的數(shù)字信號,可以通過NVR、NAS或IPSAN做存儲。

  顯示:可通過解碼器對前端視頻源進(jìn)行解碼上墻顯示,完成圖像顯示的輪巡、切換等操作。

  控制:可通過鍵盤控制解碼器或者前端球機(jī)、云臺等設(shè)備完成相應(yīng)操作。

  管理:可通過客戶端對所有的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理,并與報(bào)警、聲音等信號進(jìn)行聯(lián)動。

  2、全數(shù)字接入方式的高清視頻監(jiān)控

  一般來看,全數(shù)字接入方式的高清監(jiān)控模式相對應(yīng)用較少。

  前端:攝像機(jī)傳輸?shù)男盘柺菑膱D像傳感器上采集到未經(jīng)壓縮的裸數(shù)據(jù),在圖像細(xì)節(jié)、色彩還原、控制延遲等方面比網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)有優(yōu)勢,但成本較高。

  傳輸:數(shù)據(jù)傳輸一般通過HD-SDI或者光線傳輸,因HD-SDI傳輸最大距離100米,若要進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸則需采用光端機(jī)。

  存儲:因?yàn)閭鬏敾刂行牡囊曨l流是未經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù),容量很大,需要經(jīng)過高清編碼器壓縮后才可以通過NVR、NAS或IPSAN做存儲。

  顯示:傳輸回中心的視頻流可通過視頻分配器分離出一路視頻上數(shù)字矩陣,數(shù)字矩陣可對HD-SDI信號和光線信號等直接進(jìn)行切換上墻顯示,也可以完成圖像顯示的輪巡、切換等操作,但是數(shù)字矩陣成本較高。

  控制:可通過鍵盤控制數(shù)字矩陣或者前端球機(jī)、云臺等設(shè)備完成相應(yīng)操作。

  管理:可通過客戶端對所有的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理,并與報(bào)警、聲音等信號進(jìn)行聯(lián)動。

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