|
摘 要：介绍了网络视频监控系统的组成和模式，着重介绍网络视频服务器基本结构、原理和特点，剖析目前存在的问题并提出了针对性意见，突出其应用，展示了网络视频服务器的发展前景和趋势。
一、 网络视频监控系统的组成
网络视频监控是利用网络资源来传输音视频资料，具有投入少、使用范围广泛的特点，它由前端设备、传输设备、监控中心、工作站组成。
1、前端设备：主要包括视音频及数据的采集和编码部分（摄像机、网络视频服务器）。
2、传输设备：主要是指网络系统，现有的网络形式包括有线网络（LAN、PSTN、ISDN、XDSL、WAN等）、无线网络（WLAN、卫星通信等）和无线移动网络（CDMA、GPRS等）。
3、监控中心：实现视音频的还原和系统的运行及存储管理，主要有视频解码设备、存储服务器、监控系统管理软件、电视墙、磁盘阵列等。
4、工作站：通过客户端软件实现视频浏览和前端设备控制。
二、 网络视频监控的模式
数字硬盘录像机（DVR）是第二代视频监控系统，目前是应用最广泛的视频监控系统，是计算机硬件与音视频压缩卡的整合，二者的结合与发展推动着第二代视频监控系统的成熟，铸造着它的辉煌。数字硬盘录像机为安防事业的发展立下过汗马功劳。目前第三代视频监控系统----全数字网络视频监控正引领着监控技术的发展。根据网络监控实现、网络传输的方式，我们可以把网络视频监控系统分为以下几种模式：
（一）、模拟摄象机+数字硬盘录像机+计算机网络系统
这是目前应用最广泛的网络视频监控系统，通过设定端口、网关和路由，控制现场的数字硬盘录像机作为服务器，在远程客户的计算机上安装专用监控软件或插件，用户便可以通过互联网看到数千里之外的现场，实现单路、多路视频远程监控和录像。该方式由于采用模拟摄象机，安装时候需要大量的同轴电缆布线，投入比较大。
（二）、模拟摄象机+网络视频服务器+计算机网络系统
模拟摄象机输出的信号是模拟信号，计算机处理的信号是数字信号，在网络中传输的也是数字信号，能不能把模拟摄象机的模拟信号转换成数字信号，然后直接通过网络传输呢？答案是肯定的。网络视频服务器就是这样一种装置。摄像机的模拟视频信号经模拟/数字转换为数字信号，再经过高效压缩芯片压缩、编码，输出可以在计算机网络中传输的数字信号，实现在计算机网络中以数字信号的形式传输模拟视频信号。当视频服务器的一端连接着模拟摄象机的输出信号，另一端插上计算机网线，然后在互联网中的任一台计算机中设置好网关、路由，打开我们熟悉的IE浏览器，输入IP地址或者域名，就可以在电脑中看到监控的画面了。如果模拟摄象机配置有云台，我们还可以通过电脑对摄象机进行变焦、变倍、旋转等控制操作。只需一根网线，没有了专用的数字硬盘录像机，就实现了在互联网上的远程监控。
（三）、网络摄象机+计算机网络系统
网络摄象机就是模拟摄象机+网络视频服务器整合在一起，在摄象机里面内置模/数转换、视频服务器功能，按照网络协议实现网络通讯和数据传输，还可以接收报警信号及向外发送报警信号。只要把网络摄象机安装好插上网线就可以浏览了。
（四）CDMA无线网络视频监控系统
中国联通的移视通CDMA无线网络视频监控系统是把CDMA数据通讯功能和数字视频编码功能整合成一体的便捷式产品。它把摄像机图像经过视频压缩编码模块压缩，通过智能无线通讯终端发射到CDMA网络，实现视频数据的交互、发送/接收、加解密、编解码，链路的控制维护等功能，把实时动态图像传到距离用户最近的联通通信网络，它也可以通过Internet从系统中控端得到实时图像信息。该系统整合了CDMA网络和Internet网络的优势，无论您身在何处、任何时间，都可以迅速接入系统，随时随地的进行远程监控管理。
三、 视频服务器的基本结构、原理、特点
1、 基本结构
前面说到的视频服务器其实是编码器，既然是编码器就必然对应着有解码器。编码器是按照一定的压缩标准，把模拟信号编码成可以在计算机网络中传输的数字信号；而视频解码器（Video-Decoder）则是把数字信号还原成模拟信号，通过模拟视频输出接口（NTSC/PAL）与电视墙连接，实现在电视机/监视器上显示。当我们用电视墙显示的时候需要配置视频解码器。
我们可以把视频服务器可以看作是不带硬盘的数字视频机，由一个或多个模拟视频输入口、图像数字处理器、压缩芯片和具有网络功能的Web 服务器、RJ-45网络接入口组成。
2、基本原理
在Web服务器嵌入了实时操作系统，摄像机的视频信号经过模拟/数字转换，由高效压缩芯片压缩，通过内部总线传送到Web服务器，配置好IP地址、网关、路由后，网络上用户可以直接用IE浏览器访问Web服务器浏览现场视频图像，可以进行镜头的变焦、变倍操作，控制摄像机云台的旋转。
3、基本功能特点 （图片） 四、 网络视频服务器的趋势与前景
任何产品都是在市场中发展，任何技术都是在应用中成熟，任何事业都是在发展中不断前进。让我们一起来描述网络视频服务器的发展轨迹。
（一）、产品功能趋势
1、图象：高清晰图像实时传输，所谓实时就是说要求延时小，高清晰就是要求图像清晰、色彩丰富不失真。
2、多用户访问：在视频流上加载组播协议，满足多用户并发访问，并不会造成网络堵塞。
3、智能视频监控（Intelligent Video）：这是更高端的视频监控应用，在网络摄像机或视频服务器中嵌入智能视频模块，对监控画面进行不间断分析，过滤掉用户不关心的信息,提供有用关键信息。发现异常情况以最快方式发出警报，最大限度减少误报和漏报，大大提高报警精度。改变以往由安全工作人员对监控画面进行监视和分析的模式。
（1）安全相关类应用：识别可疑活动，在安全威胁发生之前，提示安全人员关注；有高级视频移动侦测（Advanced VMD）、物体追踪（Motion Tracking）、人物面部识别（Facial Detection）、车辆识别（Vehicle Identification）和非法滞留（Object Persistence，比如有人在公共场所遗留了可疑物体，或者有人在敏感区域停留的时间过长）等。
（2）非安全相关类应用，如自动识别大客户用户的特征,并通知客服人员及时做好服务工作；发现人群中有人不慎跌倒，及时通知商场附近的工作人员提供帮助。此外，智能视频系统还可以帮助零售店老板统计当天光顾的客户数量；交通部门进行交通流量控制等。
瑞典Axis网络通讯有限公司已经推出其智能视频产品,其中包括AXIS 242S IV 视频服务器和AXIS IVM 120人数统计智能视频应用模块，计划在不久的将来推出车牌号识别、非法滞留识别系统等。与国外相比，国内的智能视频市场目前基本上还处于空白状态。一般在监控系统中提到的“智能视频监控”实际上还停留在普通的网络视频监控（IP监控、数字化监控）的概念上，有国内厂商开始着手引进国外知名厂商的智能视频软硬件产品和技术，计划采用OEM的形式在国内推出。
4、支持IPv6网络协议
目前计算机网络采用Ipv4协议，IP地址的分配已经完成，资源将迅速耗尽，互联网的发展受严重限制；相对窄小的网络带宽制约着宽带视频流业务的蓬勃发展；居心叵测的黑客时刻威胁着互联网网络的安全。科学家们已经进行了卓有成效的开发和研究。下一代互联网将逐渐放弃Ipv4，启用Ipv6地址协议，Ipv4的地址是32位，IPv6的地址是128位，从2的32次方增加到2的128次方。下一代互联网的网络传输速度将比现在提高1000倍以上，基础带宽可能会达到40G（每秒400亿比特）以上。下一代互联网将充分建构牢固的网络安全体系，那些黑客将难以入侵你的网络。
2005年12月25日，中国第一个下一代互联网暨中国下一代互联网示范工程核心网（CERNET2）正式开通，这是世界上规模最大的纯Ipv6（互联网协议第6版）互联网，标志着我国下一代互联网建设全面拉开序幕，并在世界下一代互联网发展上取得先机。下一代互联网首先在中国推出为网络视频的发展提供了优秀的平台，为中国的安防企业提供了广阔的发展空间。
（二）、应用前景
从系统的应用上来说，网络视频监控系统应用领域和前景十分广阔，也决不是一张表格就能包罗万象的。（图片） 五、网络视频服务器的优势
不可否认数字硬盘录像机仍然是安防业的“老大”，但视频监控的网络化是必然趋势。网络视频服务器具有以下优势。
1、安装及维护的方便性
也许有人说，“现在的网络带宽不够，用光端机和光纤来进行远程传输，视频图像的质量和传输速度比网络传输要好”。可是，敷设光纤昂贵的成本和复杂的布线工程，让许多客户和工程商难以承受。由于计算机网络的普及，有网络的地方就能构建网络监控系统，安装成本大大降低。
2、使用方便，想看就看
网络监控还不受时间、地点限制，随时按需监控，可以选择性地观看指定地点的图像，而不需要观看的图像则不传输，节约了网络带宽资源。
3、具有更多的智能性
可以及时、自动地从视频流中提取大量信息，这些信息可以传输、保存、检索、异地存储、多机备份存储；可对摄像机进行编程使其只在特定事件发生时才传送图像。
4、图像衰减小，质量有保证
采用了先进的数字压缩技术，数字信号在传输中衰减小，质量有保证。而模拟视频信号经过较长距离传输，信号就会衰减，需要配置视频放大器补偿。
5、稳定可靠
网络视频服务器采用了嵌入式操作系统，硬件采用高性能芯片，工作稳定。
6、可以实现无线组网传输
利用网络视频服务器把摄像机的视频信号转换成数字信号，在交通不便、布线困难的情况下，可以通过组建无线局域网，把数字视频信号发送到监控中心，然后由监控中心发布到互联网上供远端的管理部门观看。无线局域网的优点是组网方便，周期短，投资少，结构灵活。
六、网络视频服务器发展中存在的问题与对策
在目前网络视频服务器推广中尚存在一些问题需要我们重视并加以解决。
1、高清晰视频质量和相对过小网络带宽之间的矛盾
目前的网络资源还有限，宽带网络在中国的普及、IP地址的短缺、网络带宽的相对窄小、人们对网络安全的担忧都是制约网络视频监控发展的因素和瓶颈。特别是边远地区，人们对网络监控还不是很了解。而在网络普及的地方，由于早期的网络建设并不适合流量较大的音视频信号的传输，速度比较慢，影响到监控效果。特别是视频质量和网络带宽占用是一对矛盾，通常视频流占用的带宽越高则视频质量也越好；如要求高质量的视频效果，那么需要的网络带宽也越大。
对策一：尽快提高视频压缩的技术水平，目前选择先进的压缩标准H.264可以部分解决视频质量和网络带宽占用这个矛盾。
对策二：抓紧和加快建设下一代互联网。我国在下一代互联网的研究和应用上已经走在世界的前列。下一代互联网支持Ipv6协议，将成几何倍数地增加IP地址，成百倍地提高网络带宽和网络速度，并可增强网络的安全性。
2、缺少统一的行业标准，企业各自为政，产品上互不兼容。甲公司开发的视频编码器就只能和甲公司自己开发的视频解码器配套使用，而不能和其他公司的视频解码器兼容，从客观上也限制了整个行业的发展。
对策：既可以由政府牵头，也可以由行业发起，打破门户之见，企业联合、专家参与制定行业技术规范和产品标准，公布开放协议。
3、电视墙的组成投资大。与模拟视频监控系统相比，网络视频监控系统要组成电视墙需要的投入很大，需要配备与网络视频编码器配套的网络视频解码器，可以一边接网络视频数字，一边通过解码器的数字/模拟转换功能把数字信号还原成模拟信号，然后接上接电视墙。目前一对网络视频编码器/解码器在市面上的价格为数千元，投资是很大的。
对策：通过建立行业技术标准，降低重复开发成本，带动半导体业的发展和集成电路芯片的更新、价格下降，从而推动网络视频编码器/解码器技术的成熟和价格下降。
4、行业人员素质的提高。从业人员的素质高低对于市场的发展有着非常重要的作用。
对策：大力推广网络视频监控系统知识的普及和教育，提高从业者的职业技能和服务水准。
11/13/2006
|
