网络视频监控系统现状以及发展趋势分析

      网络视频监控系统是集传统CCTV监控报警技术，多媒体技术，计算机网络和通信技术等多领域技术于一体的监控系统换代产品，它实现了在计算机局域网(LAN)，广域网(WAN)上的监控图像，报警及控制等信息的传输。网络上的任何一台授权工作站(PC)均可以实现所有监控功能。数字化，网络监控系统在信息科技高速发展的今天，将为广大用户实现提高现代化水平，发挥从生产，管理到防火防盗等全方位的作用。
      以前，因网络带宽不够而限制了网络上的多媒体应用。随着光纤网的迅速普及，网上多媒体应用(如视频会议，数字监控等)正为传统的计算机应用注入新的技术和内容。网络多媒体技术的发展也导致了基于IP技术的网络远程现场视频监控应运而生。从模拟监控到数字监控，实现了监控技术的一次飞跃。
模拟监控在安防领域中的应用现状
     近几年来模拟监控系统得到了广泛的应用，这主要得益于先进的 CCD摄像技术和光纤通信技术的发展。
CCD 摄像机目前己处于成熟期，灵敏度，图像分辨率，图像还原性等均己达到了很高的水平，功能日臻完善。        DSP 技术被普通采用，特别是在彩色摄像中。由于彩色摄像机的分辨率和图像视觉效果上的优势，它在监控系统中的应用比率不断提高。
      目前大多数视频监控设备所要求的输入信号为模拟的视频基带信号，各种数字电视的标准也是以对模拟信号的压缩编码为基础制定的，所谓数字机是指在摄像机内图像信号处理上采用数字技术(DSP)。由于 CCD是一种像素化器件，信号读取就是对图像离散化的过程，便于直接产生数字图像信号，所以数字输出的摄像机己普通使用。
       通过适当的方式实现长距离，低失真的视频信号传送是保证电视监控系统基本质量和应用范围的关键。模拟方式的传输要保证宽带信号具有高的 S/N和失真是十分困难的，为增加传输距离所采取的补偿又会引入新的失真，而这一点对于宽带视频信号尤为突出。
      采用光纤传送视频信号，使无中继传输距离从同轴电缆的几百米增加到几十公里，并能得到很高的图像质量，多路传输和双向传输也很容易实现。这就大大地扩展了电视监控系统的应用范围和控制距离，从而产生了一些大型的系统，如公路管理，城市交通和治安管理，大型建筑的安全监控系统等。
       但是，目前光纤传输在电视监控系统中的应用是非常初步的，大多数系统都是采用视频基带信号传输方式，光纤仅是作为代替同轴电缆的一个新介质，光纤通信技术的真正优势和潜力并未充分实现和发挥出来。这主要是由模拟视频信号传输的方式和电视监控系统结构特点所致。随着光纤双向，频分，波分复用技术的成熟，色散位移光纤和色散平坦光纤，光纤放大器的实用化，光纤传输的无中继距离和传输容量将会有更大的提高。掺铒光纤放大器(EDFA)不仅能提高增益，增加无中继距离，还具有宽带增益，对多路光载波传输不会引起串扰(路标串扰)，结合波分复用技术实现高密度通信，是下一代的光纤通信系统。这些都为今后电视监控系统的大型化和远程化提供了技术支持，而只有当电视监控系统中的数据流从模拟转为数字时，光纤通信的这些特点才会充分地发挥出来。
      系统控制设备是电视监控系统中很有特色的部分，微处理器，单片机的功能和性能的提高与增强，各种专用LSIC，ASIC的出现和多媒体技术的应用，使得系统控制设备在功能，性能，可靠性和结构等方面都发生了很大的变化。电视监控系统的构成更加方便，灵活，与报警和出入口控制系统的接口趋于规范，人机交互界面更为友好。
      综上所述，目前，电视监控系统目前己达到了一定的水平。摄像技术，传输技术，系统控制技术都取得了长足的进步，确立了它在安全防范系统中的重要地位。但就监控技术而言，它仍处于经典应用电视的层面。这是因为:
a.电视监控系统中信息流的形态没有改变，仍为模拟的视频信号，摄像机是唯一的采集图像信息(生成图像)的设备(信源)。
b.系统的网络结构没有变，主要是一种单功能，单向，集总式的信息采集网络，介质专用是它的特点。
c.电视监控系统的工作方式没有改变，主要是通过视频监视器来显示图像，以人的直接观察为提取图像有用信息的方法(信宿)。
d.系统控制设备主要以前台管理为主(前端设备的控制与遥控，视频信号的分配与切换)，在整个过程中对由摄像机产生的视频信号基本上不作任何处理。所以我们说:经典的电视监控系统是以摄像为核心的。
数字监控的发展进程
     数字信号具有频谱效率高，抗干扰能力强，失真少等模拟信号无法比拟的特点，同时也具有信号处理数据量大，占用频率资源多的问题，只有对数字信号实现有效地压缩，使之在通信方面的开销与模拟信号附加相同时，它的其它优点才能表现出来，并具有实用性。在DTV ，HDTV巨大市场的拉动下，与数字电视相关的各种数字视频技术得到了迅速的发展，相应的技术标准，各种算法和专用芯片，处理，记录和展示图像信号的设备相继制定和开发完成。可以说电视技术数字化，或电信技术数字化的时代已经到来。它不仅为电视技术的开展开辟了新的领域，也为电视与计算机的融合创造了条件。电视监控数字化的进程已经在以下几个方面表现出来:
DSP的普通应用
    各种视频设备普通地采用数字信号处理技术，这些设备的输入和输出仍为模拟视频信号，在机内将其转换为数字信号进行各种变换和处理，它们采用DSP和DRAM 对信号进行并行和分时处理。也有许多设备开始采用数字输入和数字输出方式，如大屏幕展示的图像合成，切换，分配设备，远程监控设备等。这表明DSP技术和器件己趋于成熟。
可视电话，电视会议得到了广泛的应用
      利用窄带介质，采用低数据传输动态图像的可视电话和电视会议是数字视频较为成功的实例。多媒体技术在电视监控系统中的应用基本上分两个方面，一是建立一个新的更为友好的人机交互界面，另一是对图像进行数字化处理和加工。在数字图像的局面上提取有用信息，进行传送和存贮。前者可以由传统的电视监控系统监控器加多媒体计算机来实现，其核心是 GUI(图形用户界面)。但它仍是以前台管理为主的方式，主要功能是图像信号的分配，切换和前端设备的控制。后者是直接输入模拟视频信号，数字化后进行图像压缩，然后进行存贮，传输及相关的处理，这就是 DVR(数字视频记录)和远程监控设备。在许多 DVR设备中具有图像识别和特征提取的功能，通过图像分析实现运动探测和报警，控制相关的机构，使电视监控更具智能化。显然这种方式是以图像的后台处理为主的方式。以上两种方式可以容易地结合起来，也正在逐步地结合起来成为今后电视监控系统控制设备的主要形式。
     这些都说明了电视监控的数字化进程已经开始，并推动着电视监控技术从经典模式向以图像处理为核心的现代模式的转变。
数字监控系统的特点
● 网络化
监控进入计算机网络，领导分控均在办公室电脑上实现。
● 数字化
监控图像，控制及报警信息数字化后进入计算机，可以充分利用高科技手段进行系统管理和图像处理。
● 广域化
可以实现全行业大范围内的监控报警联网。
● 智能化
通过软件对各种监控及报警信息，检测数据等进行智能化的分类处理，并可根据不同用户的要求确定监控报警操作流程。
数字化监控系统的功能
◆ 监控功能
图像切换，多画面观看，云台及镜头控制，云台预置(64个预置位)，电脑数字录像，管理及回收，图像清晰度(速度)调整。
◆ 报警功能
报警输入，防火，防盗，环境温湿度，设备运行故障，事故等多种报警源。
报警联动:一旦发生报警，系统将产生联动即自动录像，发警报，开灯，远程传输至接控中心，中心语音提示。
多路接警:中心可同时接受多个变电站同时报警。
◆ 控制功能
远程控制照明，空调，报警设防或撤防，前端故障远程复位，环境温度，重点部位温度测量。
◆ 管理功能
值班人员及领导分控管理，系统运行日志，警情处理，网上分控优先权管理，确保系统安全运行。
网络数字摄像机
      网络数字摄像机是集视频压缩技术，计算机技术，网络技术，嵌入式技术等众多先进的IT技术于一体的数字摄像设备。摄像机内置了图像传感器晶片，音视频压缩处理芯片，网络通信处理单元等部件，采用嵌入式操作系统，无需计算机的协助便可独立工作。
       网络数字摄像机有它的自己IP地址，可直接与以太网连接。它支持很多网络通信协议，如TCP/IP等，局域网上的用户以及INTERNET上的用户使用配套的客户端服务软件就可以根据IP地址对网络数字摄像机进行访问，观看通过网络传输的实时图像，还可通过对镜头，云台的控制，对目标进行全方位的监控。先进的网络数字摄像机还包含很多其它更有吸引力功能，例如运动探查，电子邮件警报和FTP报警等。
        网络数字摄像机的应用范围相当广泛，已逐渐成为安全防范，远程教学，远程展示，病房监护，社区服务等各方面广为采用的工具。尤其是在安全防范领域，网络数字摄像机以其优越的性能，再配以卓越的监控管理平台，使得安防系统得到了前所未有的发展，使网络化数字监控系统成为未来市场的发展趋势。
      网络数字摄像机应用于安防领域中时，结合专业的监控管理平台软件，便可组成为实用的网络化数字监控系统。
      网络化数字监控系统主要采用网络数字摄像机，监控计算机，以太网络及监控管理平台软件等组成。图中所有网络数字摄像机的视频信号和报警信号通过双绞线传送到监控计算机，由监控监控管理平台软件实现摄像机显示，录像，联动报警等功能。
网络视频监控系统的优点
与以往的监控系统相比，采用网络数字摄像机的网络化数字监控系统具有很大的优势和强大的功能。
1.远端网络监视功能
通过以太网络即可直接实现远端监控，可多人同时监控多个点，即时传输图像，无距离限制，可使用光纤远距离传输图像。
2.大幅减少线材及成本
通过现有的以太网络即可直接将网络数字摄像机既插既用连接成远端监控系统，省去了布线的环节，即无距离限制，又可大幅减少线材及人力费用，降低了成本。特别适合突发性非典疫区的临时远端监控。
3.集成RS232/RS485通讯口便于扩充周边设备
用户可自行选择通讯方式连接周边设备。如:全方位云台等。
4.报警录像功能
可设定当警报触发前后录像，便于回放。
5.使用者需要权限及口令
设定不同等级的使用者权限，不同使用者可获得不同的监控图像信息。
6.画面设置功能
可依应用环境不同自行设定显示画面的大小，解析度，压缩比等参数。
7.报警功能
配合网络摄像机I/O端子，可设定报警功能，联动录像，警报器，发送电子邮件等。
8.系统扩充性高
可在现有的以太网络上既插既用随时随地增减网络数字摄像机， 以扩大或减小监控区域或地区。
9.系统运行稳定
网络数字摄像机是嵌入式设备，其稳定性明显高于DVR和CCTV设备。
网络视频监控系统是今后的发展趋势
      目前，国内各大城市及地区间都在竞相铺设光纤网络，以满足计算机网络发展的带宽要求，大规模光纤网络的不断铺设不但使城市，城市间，区域间的信息通讯得到极大的改善，也使其他领域的资源配置和数据交流得到更加合理的改善和更新。骨干网络的技术发展有力的证明了IP网络技术的伸缩性和可扩充性，确定了IP网络架构技术在主干领域的主导地位。同时在硬件技术上也证明了光纤技术的主导特点。光纤与IP网络技术的成熟及表现出的诸多优势显示在未来的安防领域，它们将处于主导的核心地位。今天，现代的电子技术和多媒体通信技术已广泛运用于社会各行业。国家综合通信网络功能日臻完善，为整个社会的治安管理提供了现代化的技术手段，同时对各部门的协调性，一致性，提出了更高要求。
         一个智能化的多媒体监控系统是各行业安全部门对各重点部门或重要场所以及案件现场进行实时监控的物理基础，作为神经中枢的管理部门只有通过它获得及时准确的现场数据，图像或声音信息，对突发性异常事件过程进行及时的监视和记忆，为领导提供决策支持，才能高效，及时地指挥调度，布置警力，处理案件。因此， 网络视频监控系统，一个划时代的革命已经到来。