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1、视频监控技术概述视频监控技术概述, ,视频监控技术发展过程分为以下几项视频监控技术发展过程分为以下几项: : , ,模拟视频监控时代模拟视频监控时代; ;第一代视频监控系统也叫做闭路电视监控系统第一代视频监控系统也叫做闭路电视监控系统, ,我门通常叫做完全模拟的视频监控系统我门通常叫做完全模拟的视频监控系统, ,简称简称CCTV CCTV (Closed Circuit Television).(Closed Circuit Television).此技术产生于此技术产生于2020世纪世纪7070年代年代( (当时中国进行文化大革命当时中国进行文化大革命),),并逐步得到并逐步得到 广泛应用广
2、泛应用, ,直到目前直到目前, ,模拟视频监控系统仍然因为其长期的应用积累而具有广大的占有率模拟视频监控系统仍然因为其长期的应用积累而具有广大的占有率. .首先首先, ,我来介绍一下闭路电视监控系统的主要组成部分我来介绍一下闭路电视监控系统的主要组成部分: :1, 1,视频采集设备视频采集设备: :包括包括 摄像机摄像机(Camera)(Camera) 、镜头镜头(Lens)(Lens) 、防护罩防护罩(Housing)(Housing) 、支架支架(Bracket)(Bracket) 、解码器解码器(Decoder)(Decoder) 、视频分配器视频分配器(Video Distributo
3、r).(Video Distributor).2, 2,信号传输设备信号传输设备: :包括包括 各类线缆及连接器各类线缆及连接器、信号收发器信号收发器(Sender/Receiver)(Sender/Receiver) 、信号放大器信号放大器 (Amplifier).(Amplifier).3, 3,切换控制设备切换控制设备: :包括包括 矩阵矩阵(Matrix)(Matrix) 、控制码发生器控制码发生器、键盘键盘(Keyboard)(Keyboard) 、人机界面人机界面(GUI).(GUI).4, 4,显示与记录设备显示与记录设备: :包括包括 多画面处理器多画面处理器(Multiple
4、xer)(Multiplexer) 、多画面分割器多画面分割器、监视器监视器(Monitor)(Monitor) 、 盒式磁带录像机盒式磁带录像机(VCR , Video Cassette Recorder).(VCR , Video Cassette Recorder). , ,数字视频监控时代数字视频监控时代; ;数字视频监控时代的标志产品是数字视频监控时代的标志产品是硬盘录像机器硬盘录像机器, ,简称简称DVR(Digital Video Recorder).DVR(Digital Video Recorder).硬盘录像机起硬盘录像机起 始于始于2020世纪世纪9090年代年代( (当
5、时中国才刚进入网络时代当时中国才刚进入网络时代),),在本世纪初得到大规模应用在本世纪初得到大规模应用, ,硬盘录像机的出现将磁硬盘录像机的出现将磁 带录像机带录像机(VCR)(VCR)送上了末路送上了末路. .硬盘录像机实质是集硬盘录像机实质是集: :音视频编码压缩、网络传输、视频存储、远程控制音视频编码压缩、网络传输、视频存储、远程控制 、解码显示等各种功能于一体的计算机系统、解码显示等各种功能于一体的计算机系统, ,其主要组成是视频采集卡、编码压缩程序、存储设备、其主要组成是视频采集卡、编码压缩程序、存储设备、 网络接口及软件体系等网络接口及软件体系等. .1, 1,硬盘录像机的主要功能
6、硬盘录像机的主要功能: :就是比模拟录像的每个部分都比以前更加优越就是比模拟录像的每个部分都比以前更加优越. .2,PC 2,PC式与嵌入式式与嵌入式:DVR:DVR分为分为PCPC式及嵌入式两种产品形态式及嵌入式两种产品形态, ,两者各有优缺点两者各有优缺点, ,并且都广泛应用并且都广泛应用.PC.PC式式 DVRDVR一般采用工业主板加视频采集卡的架构一般采用工业主板加视频采集卡的架构, ,软件建立在软件建立在Windows(Windows(或者或者Linux)Linux)操作系统上操作系统上; ;嵌入式嵌入式DVRDVR基于嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统基于嵌入式处理器和嵌入式实时操作
7、系统, ,系统没有系统没有PCPC式那么复杂和功能强大式那么复杂和功能强大, ,结构比较单一结构比较单一, ,产产 品性能比较稳定品性能比较稳定. .3, 3,编码压缩算法编码压缩算法: :目前主流的算法是目前主流的算法是MPEG-4,MPEG-4,可以在有限的码流下实现良好的视频图像质量可以在有限的码流下实现良好的视频图像质量, ,是目是目 前大多数厂家采取的压缩算法前大多数厂家采取的压缩算法. H.264 . H.264 是最近几年兴起并得到大力推广的算法是最近几年兴起并得到大力推广的算法, ,可以看成是对可以看成是对 MPEG-4MPEG-4算法的升级和优化算法的升级和优化, ,能够进一
8、步节省码流并提供更好的图象质量能够进一步节省码流并提供更好的图象质量. .主要视频编码方式如下主要视频编码方式如下: MJPEG: MJPEG、MPEG-2MPEG-2 、 MPEG-4 MPEG-4、H.264 H.264 这这4 4种种. . , ,智能网络视频监控时代智能网络视频监控时代; ;智能网络视频监控技术是在近几年得到广泛的应用和发展智能网络视频监控技术是在近几年得到广泛的应用和发展, ,其主要的构成是其主要的构成是: :网络摄像机网络摄像机(IPC) (IPC) 视频编码器视频编码器(DVS) (DVS) 网络录像机网络录像机(NVR) (NVR) 视频内容分析视频内容分析(V
9、CA)(VCA)分析分析 中央管理平中央管理平 台台(CMS) (CMS) 解码设备解码设备(Decoder) (Decoder) 存储设备等存储设备等. .智能网络视频监控系统采用完全分布式的架构智能网络视频监控系统采用完全分布式的架构, ,系统系统 架设在网络上架设在网络上, ,不受地域空间的限制不受地域空间的限制, ,利用智能管理软件可以实现视频资源的利用智能管理软件可以实现视频资源的: :管理、整合、配置管理、整合、配置 、传输、调用、存储、报警、集成等、传输、调用、存储、报警、集成等. .1, 1,视频采集编码设备视频采集编码设备: :主要有模拟摄像机、视频编码器、网络摄像机、高清摄
10、像机等主要有模拟摄像机、视频编码器、网络摄像机、高清摄像机等, ,主要完成视主要完成视 音频信号的采集、数字化、编码压缩及网络传输为一体音频信号的采集、数字化、编码压缩及网络传输为一体. .2, 2,中央管理平台中央管理平台:GMS:GMS是网络视频监控应用中有关软件的通称是网络视频监控应用中有关软件的通称, ,其构成形式多种多样其构成形式多种多样, ,主要功能是资主要功能是资 源的管理、媒体的分发、存储管理、告警服务、用户服务等功能源的管理、媒体的分发、存储管理、告警服务、用户服务等功能. .3, 3,网络录像机网络录像机: :主要功能是完成视频的存储、转发与回放主要功能是完成视频的存储、转
11、发与回放, ,与与DVRDVR的显著区别是的显著区别是:NVR:NVR不直接与模拟不直接与模拟 视频信号连接视频信号连接, ,其存储与转发的是前端设备已经完成编码的视频流其存储与转发的是前端设备已经完成编码的视频流, ,因此因此,NVR,NVR必须配合网络摄像机必须配合网络摄像机 或视频编码器才能完整的系统或视频编码器才能完整的系统. .4, 4,解码显示设备解码显示设备: :主要将网络传输过来的数字视频信号还原成模拟信号进行输出显示主要将网络传输过来的数字视频信号还原成模拟信号进行输出显示. .5, 5,视频内容分析视频内容分析:Video Content Analysis, VCA :Vi
12、deo Content Analysis, VCA 来源与计算机视觉来源与计算机视觉, ,它能够在图象及图象描述它能够在图象及图象描述 之间建立映射关系之间建立映射关系, ,从而使计算机能够通过图像处理和分析来理解画面中的内容从而使计算机能够通过图像处理和分析来理解画面中的内容, ,其实质是其实质是: :自动自动 分析和抽取视频源中的关键信息分析和抽取视频源中的关键信息. .简称为简称为: :只能网络视频监控系统只能网络视频监控系统(Intelligent Video (Intelligent Video Surveillance,IVS)Surveillance,IVS)视频监控的核心技术视
13、频监控的核心技术 ,1,1,光学成像器件光学成像器件. .光学成像设备是监控系统的核心技术部件光学成像设备是监控系统的核心技术部件, ,光学成像器件主要包括镜头及感光器件光学成像器件主要包括镜头及感光器件, ,目前感光器件目前感光器件 主要是主要是CCDCCD和和CMOSCMOS两种两种. .CCD CCD器件的主要优点是高解析器件的主要优点是高解析, ,低噪音低噪音, ,高敏感度等高敏感度等. .早期的早期的CMOSCMOS技术主要用于低端市场技术主要用于低端市场, ,但随着但随着 CMOSCMOS技术的不断完善技术的不断完善, ,在高分辨率、高清摄像机中在高分辨率、高清摄像机中,CMOS,
14、CMOS迅速发展起来迅速发展起来, ,并且显示出越来越强的技术优并且显示出越来越强的技术优 势和市场竞争力势和市场竞争力. .2, 2,视频编码压缩算法视频编码压缩算法. .视频编码压缩的目的是在尽可能保证视觉效果的前提下减少视频数据量视频编码压缩的目的是在尽可能保证视觉效果的前提下减少视频数据量, ,因此因此, ,如何对大量视频数如何对大量视频数 据进行有效的编码压缩成为一个非常关键的问题据进行有效的编码压缩成为一个非常关键的问题. .3, 3,视频编码压缩芯片视频编码压缩芯片. .目前市场上流行的视频编码芯片主要有目前市场上流行的视频编码芯片主要有DSP DSP 和和ASICASIC两大类
15、两大类, ,其中其中DSPDSP通过媒体处理器通过媒体处理器, ,即以即以DSPDSP为核为核 心并集成视频单元和丰富的外围接口心并集成视频单元和丰富的外围接口,DSP,DSP通过软件编程来实现视频编解码且能扩展多种特色化功能通过软件编程来实现视频编解码且能扩展多种特色化功能. . ASICASIC是专用视频编码芯片是专用视频编码芯片, ,它可以集成一些外围接口它可以集成一些外围接口, ,通过硬件实现视频编解码通过硬件实现视频编解码. .4, 4,视频管理平台视频管理平台. .智能网络视频监控系统中不再具有类似矩阵的硬核心产品智能网络视频监控系统中不再具有类似矩阵的硬核心产品, ,所有的设备、
16、组件、服务变的分散、所有的设备、组件、服务变的分散、 多元化多元化. .在此情况下在此情况下, ,网络是依托网络是依托, ,而视频管理平台是灵魂而视频管理平台是灵魂. .所用之处随之扩大所用之处随之扩大. .视频视频监控制的发展方向监控制的发展方向,1,1,开放性开放性. .目前行业已经有机构进行标准的制定目前行业已经有机构进行标准的制定, ,同时各个厂家也在积极走向开放、走向标准同时各个厂家也在积极走向开放、走向标准, ,这绝对是个趋这绝对是个趋 势势. .理想的接口标准是深层次的、可操作的、源于实际而高于实际的理想的接口标准是深层次的、可操作的、源于实际而高于实际的. .2, 2,智能化智能化. .VCA VCA技术对传统的视频监控技术是一个技术对传统的视频监控技术是一个“颠覆性颠覆性”的创新的创新, ,改变了多年人们应用视频监控
