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視頻監控系統介紹,視頻監控系統在分類!

發布日期:2018/11/19
1.引言

目前,在國內視頻監控市場上,全模擬視頻監控系統幾乎被完全淘汰,數模混合視頻監控系統成為主流(特別是其中的存儲系統,95%以上已經數字化)但是隨著計算機技術、存儲容量、視頻編解碼技術、寬帶覆蓋率及網絡帶寬的不斷提高,網絡視頻監控系統在擴展性、清晰度方面相比數模混合視頻監控系統存在較大優勢.且能夠解決數模混合視頻監控系統的若干弊端,因此網絡視頻方案越來越為市場所接受,其代替傳統模擬視頻的趨勢已經不可逆轉。

 

2.視頻監控系統分類

目前,視頻監控系統包括模擬視頻監控系統、數模混合視頻監控系統和網絡視頻監控系統。模擬視頻監控系統在2O世紀9O年代中期以前應用比較廣泛,由模擬攝像機、模擬視頻矩陣、監視器和磁帶式錄像機等模擬設備組成,其視頻信號的傳輸、切換、存儲都是模擬信號。模擬視頻監控系統主要應用于小范圍內的監控,受系統容量、安全性、可擴展性方面的限制,目前,模擬視頻監控系統幾乎被完全淘汰。數模混合視頻監控系統是隨著數字視頻壓縮編碼技術的發展而產生的,主要由模擬攝像機、模擬視頻矩陣、編解碼器、數字硬盤錄像機等設備組成。其視頻信號傳輸方式主要有兩種:一種是前端模擬視頻信號經視頻傳輸線纜傳輸至安防中心,在安防中心經視頻編碼器編碼成數字信號,存儲在數字硬盤錄像機或多媒體監控終端上,一種是前端模擬視頻信號經視頻編碼器編碼成數字信號后,通過網絡進行遠距離傳輸。目前,數模混合視頻監控系統在一些小型的、要求比較簡單的場所使用比較廣泛。網絡視頻監控系統以網絡為平臺,以IP地址來標識所有的監控設備,采用TCP/IP協議來進行圖像、語音和數據的傳輸、切換,真正實現了遠程綜合監控系統。

 

3.三種監控系統的技術對比分析

模擬視頻監控系統、數模混合監控系統、網絡視頻監控系統在技術上各有優勢,下面從監控系統的穩定性、容量、接入方式、儲存方式五個方面對三種視頻監控系統進行對比分析,具體見表1。

綜合來看.網絡視頻監控系統具有系統構架模塊化,擴展簡單、使用方便等方面的優勢。

 

4.網絡視頻監控系統
網絡視頻監控系統主要由為視頻源、傳輸系統、存儲系統、顯示及控制系統四大部分組成,但這四個部分所傳輸、處理的信號均為網絡數字信號。由于各部分功能均實現了數字化傳輸,借助于網絡的開放性、便捷性,整個系統的接人變得更為簡單,四大部分的功能相對于模擬系統均有了較大的提高。
4.1.視頻源
網絡視頻監控系統視頻源主要由各種 攝像機組成。 攝像機內置視頻編碼設備,可真接將模擬視頻信號編碼成數字視頻信號,并進行視頻壓縮和封裝,然后利用 網絡來傳輸數字視頻信號和控制信號。IP攝像機除了具有視頻編碼功能外,還具有許多衍生功能,包括外接模擬音頻信號、視頻判斷及報警智能分析等功能。這些衍生功能傳輸的信號也和基本的視頻信號一起,可以通過同一路數字信號進行傳輸。此外,攝像機的功率越來越小,使得某些IP攝像機具備了以太網供電(POE1)的可能,搭配適當的支持POE供電的網絡交換設備,每臺IP攝像機只需要布一根網線,就能實現視頻信號和控制信號的傳輸以及供電三個功能,大大降低了系統布線、安裝的費用。
4.2.傳輸系統
網絡視頻監控系統傳輸系統主要由各種交換機、路由器及各種傳輸線纜組成,用于傳送、交換視頻和控制信號,是信號傳輸的高速公路。傳輸系統的帶寬、穩定性等對于整個視頻監控系統非常重要單個 攝像機以4C 或D13分辨率、25幀 顯示或存儲(與模擬視頻傳輸時最高實現480線隔行掃描時的清晰度相當)時,其經過壓縮后的碼流最高通常也只有2M'o/s4,即便是高清(1080p)攝像機其壓縮后的碼流最高通常也不超過20Mb/s,普通的10/l00Mbps自適應以太網端口完全能夠勝任其數據流的傳輸。
除了需要考慮單個接入端口的帶寬,系統的整個帶寬也非常重要。在很多情況下.同一個網絡交換設備接人很多視頻源,這些視頻源的數據通過該網絡交換設備傳輸到其它網絡存儲設備進行存儲,或者接受多個客戶端的調用。此時,不僅需要考慮網絡交換設備背板的帶寬必須大于所有端口都滿負荷運轉時的總帶寬,而且交換設備之間的互聯所使用的上行鏈路端口的帶寬也需要滿足要求。
另外,還需要盡量避免將大量數據流匯集到— 個局部范圍,否則,會對這個區域的網絡交換設備帶來很大的壓力(例如,只使用一臺網絡存儲設備進行視頻存儲時,所有的視頻數據都需要匯集到存儲設備所在的端口)。但是,隨著存儲局域網絡的發展,視頻存儲設備可以分散布設,這樣就可以將大量的用于存儲的帶寬分散到不同的區域內,很大程度上緩解了總帶寬的壓力。這樣做不僅降低了對整個網絡系統的性能要求,而且有利于提供整個系統的可靠性
4.3.存儲系統
網絡視頻監控系統中的存儲系統由各種數字存儲設備構成,主要包括兩種視頻存儲方案:一種為基于網絡硬盤錄像機(簡~NVR)的存儲方案、一種為基于存儲局域網絡的存儲方案。
4.3.I.基于NVR的存儲方案
NVR是專門設計用來存儲數字視頻數據的設備。NVR直接從網絡上接收數字視頻信號后進行本機內存儲。與模擬硬盤錄像機(DVR)相比,NVR/~入的視頻信號的數量不受前端輸入端口數量的限制,而是受系統運算能力 網絡帶寬、存儲空間的限制,其單臺設備的接入能力有了較大的提高。同時,借助于網絡和軟件,NVR可以布設在網絡任何區域,還可以輕松的調整其接收的數據的對象,設置存儲的各項參數,而不用對物理傳輸鏈路進行任何的改變。這不僅對于系統構架布置有好處,而且對系統可靠性、易維護性也是有利的。例如,當其中某臺網絡硬盤錄像機發生故障后,可以立即通過網絡將原來分配給它的視頻信號分配給其他網絡硬盤錄像機,而完全不用對設備、電纜進行任何改動。
4.3.2.基于存儲局域網絡的存儲方案
基于存儲局域網絡方案最初用于網絡的通用數據存儲。其特征是使用通用于各種數據存儲的網絡磁盤陣列在網絡上形成一個存儲局域網絡(可 是SAN、NAS或其他多種形式),通過專用軟件對整個存儲局域網絡進配置、管理。在這種視頻存儲方案中,存儲局域網絡設備構成一個巨大的存儲池,在管理服務器的管理下,所有網絡設備均可以訪問存儲池,并對其內部存儲數據的存儲和調用(網絡視頻數據本質上是網絡數據的一種)。但是在進行系統構建時,必須充分考慮視頻數據流的各項需求與普通網絡數據流之間存在的差異,從而進行針對性的配置,才能保證整個方案的可靠性。總體來說,這種存儲方案具有可靠性高、接入能力強、存儲容量大、使用管理簡單等優點。最近幾年,隨著數字技術不斷發展,這兩種技術相互吸收對方的優點,其界限已經逐漸模糊的同時,其功能也日趨強大 部分NVR在保留了原有 視頻接入與管理功能的同時,使用了磁盤陣列的硬件架構,或者其存儲部分直接兼容存儲局域網絡功能,使得其同時具有NVR的監控視頻專業管理和磁盤陣列的高可靠、大容量的優點。將來這種方案很可能成為最優秀的數字視頻存儲方案。
4.4 顯示及控制系統
顯示及控制系統主要由管理工作站、管理服務器、管理軟件、顯示器或顯示墻等組成。其中,管理軟件是其核心,視頻切換與顯示、攝像機動作控制、視頻存儲管理三大功能都通過軟件的功能來實現,管理工作站或服務器是軟件穩定、快速運行的基礎,顯示設備則起最終顯示作用。
從顯示及控制系統端向外看,所有的IP攝像機、存儲設備都相當于提供實時視頻點播的網絡視頻設備。當顯示及控制系統需要調用視頻進行顯示時,管理軟件通過 網絡點播這些設備提供的實時或者存儲的視頻圖像即可。當顯示及控制系統需要控制攝像機進行指定的操作或者對存儲系統進行管理時,則通過軟件接口,將操作指令通過數據包傳輸給他們就可完成。
隨著軟件技術的高速發展,管理軟件除了具有視頻點播、通訊等基本功能外,還具有許多新的功能,例如將攝像機在電子地圖上按實際位置進行布置,在電子地圖上點擊任意攝像機即時調出其當前圖像,在需要時將任意數量的畫面按需要進行組合、放大等等。但是,強大的軟件通常都需要硬件的支持。通常情況下,為了節省帶寬,攝像機發送的視頻流是經過壓縮編碼的,播放時需要進行解碼。大多數情況下,在工作站上調用視頻圖像時,由于受工作站顯示器以及個人觀察范圍的限制,需要同時播放視頻的數量通常不會超過9路,工作站的CPU和顯卡的視頻解碼能力通常能滿足要求。當需要在大屏幕或顯示墻上進行顯示時,需要解碼的視頻數量就會大大增加,或者需要解碼高分辨率的視頻時,對系統的軟硬件要求就比較高,這時可以配置的商陛能的服務器或者專用解碼器搭配顯示墻專用控制器來實現。

5.結語
總之,網絡視頻監控系統基于網絡平臺,采用模塊式系統構架和分布式安全存儲系統,系統擴容簡單,使用方便,相對于模擬視頻監控系統有巨大的優勢。同時隨著數字技術的不斷發展,網絡視頻監控設備功能越來越強大、越來越成熟可靠。因此,從發展的角度而言,網絡視頻監控系統取代模擬視頻監控系統僅僅是一個時間問題。
1 POE(Power Over Ethernet)指的是在現有的以太網Cat.5布線基礎架構不作任何改動的情況下,在為一些基于 的終端(如 電話機、無線局域網接人點AP、網絡攝像機等)傳輸數據信號的同時,還能為此類設備提供直流供電的技術。
2 CIF(Common Intermediate Format)為常用的標準化圖像格式,CIF分辨率=352×288,4ClF分辨率=702×576。
3 D1為數字電視系統顯示格式之一,D1分辨率=720 X 576。
4 碼流根據壓縮格式及短期內圖像變化程度不同而不同,此數據為MPEG一4或H.264壓縮格式下參數。
2019第120期码报图