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视频监控的昨天、今天、明天

导读: 视频监控行业的兴起:模拟监控系统的时代。上世纪60年代,随着黑白摄像机逐步走进民用领域,最早的视频监控系统诞生了,称为闭路电视监控系统(CCTV),采用模拟方式传输,以VCR (Video Cassette Recorders)为核心。

模拟监控系统是指以VCR (Video Cassette Recorders)为代表设备的传统CCTV监视系统,主要设备由模拟摄像机、专用电缆、视频切换矩阵、模拟监视器、模拟录像设备和盒式录像等构成,被称为第一代监控系统。

其系统主要特点是视频、音频信号的采集、传输、存储均采用模拟模式,画面质量较高,经过几十年的发展,技术成熟、系统功能完善;但模拟视频系统的技术存在较大局限性,在系统的使用过程中存在如下难以克服的弊端:由于射频专用电缆传输距离有限,模拟视频监控系统只覆盖较小的地理范围,难以组成跨区域的大型视频监控系统;系统的安装、调试和运行维护成本及难度较高;难以与电子门禁、周界防范等其他电子系统形成系统联动。在数字化飞速发展的当代,模拟视频监控系统技术体制与信息系统技术体制难以兼容,无法实现图像信息的交互;成为标准的信息孤岛,视频图像难以有效发挥作用。因此,模拟视频监控系统作为第一代视频监控系统已逐渐退出市场,被数字化、网络化视频监控系统所替代。

1979年至1992年,是我国安防行业起步阶段。1979年公安部在石家庄召开的“全国刑事技术预防专业工作会议”,被公认为是中国安防行业诞生的标志。此后相继成立了全国安防标准委员会、安防检测中心和中国安全防范产品行业协会。这一时期以博物馆、要害单位监控建设为主,并初步形成了安防产业链和产品结构。

数字监控系统

2.1数字化本地监控系统

在上世纪90年代中期,以DVR (Digital Video Recorder)为代表的第二代视频监控系统出现于视频监控市场上。DVR使用户可以将模拟的视频信号进行采样并数字化之后存储在电脑硬盘而不是盒式录像机上,并在计算机或大屏幕上以播放。它突破了第一代模拟监控系统在视频图像显示、存储、回放和检索等图像处理方面的技术瓶颈,以高性能的多媒体计算机替代模拟监控系统中的视频矩阵和磁带机,采用模块化结构,实现视频监控系统后端(监控中心)的图像显示和存储功能的一体化设计。提供友好的人机交互界面和基于计算机网络或总线网络的多级分控能力,每一级都有自我管理和控制的功能,并可以受上一级的控制。

数字硬盘录像机(DVR)是多媒体监控系统的核心,采用微机和Windows平台,在计算机中安装视频压缩卡和相应的DVR软件,不同型号视频卡可连接多路视频信号,支持实时视频和音频的采集、播放和存储。这一阶段的摄像机依然属于模拟摄像机的范畴,记录的是模拟信号。

根据摄像机的外形可以将其分为枪式摄像机、半球摄像机、一体云台摄像机以及快球一体化摄像机。摄像机的主要部件是CCD(Charge Couple Device),能够将光线信号转变为电荷信号,根据光的强弱积聚不同数量的电荷,不同像素积累的电荷在视频时序的控制下逐渐外移,经过滤波放大处理后形成视频信号输出。评估摄像机清晰度的指标是水平分辨率,单位是电视线(TVLine),其数值越大成像越清晰。随着CCD的不断发展,视频监控的清晰度得到提高,就模拟摄像头来说,水平分辨率个380线发展到650线。一般的,摄像头的水平分辨率达到480线就可以称为高清摄像头

2.2全数字化监控系统

在90年代末期,随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高,以及各种实用视频技术的出现,视频监控步入了全数字化的网络时代,称为第三代远程数字视频监控系统。这一时期,我国安防行业得到了进一步的发展,大大小小的本土安防企业在这一时期成立。

智能监控系统:网络摄像机时代

3.1网络摄像机

1996年,全球第一台网络摄像机在安讯士诞生,由此奠定了安讯士网络视频辉煌之路的基础。由于当时中国互联网发展处于起步阶段,网络视频监控更是无人问津。在互联网大浪潮的背景下,经过数十年的发展,如今网络摄像机已经随处可见。

网络摄像机,也叫IP摄像机,即IP Camera,简称IPC,近几年得益于网络带宽、芯片技术、算法技术、存储技术的进步而得到大力发展。IPC的特点主要体现在“ IP”上,即支持网络协议的摄像机,IPC可以看成是“模拟摄像机+视频编码器”的结合体,从图像质量指标讲,又可实现高于“模拟摄像机+视频编码器”能达到的效果。

IPC是新一代网络视频监控系统中的核心硬件设备,通常采用嵌入式架构,集成了视频音频采集、信号处理、编码压缩、智能分析、缓冲存储及网络传输等多种功能,再结合录像系统及管理平台,就可以构建成大规模、分布式的智能网络视频监控系统。

在模拟摄像机中,CCD传感器所产生的模拟信号首先经过模/数(A/D)转换器转换为数字信号,然后由摄像机内置的DSP芯片进行信号处理,如增益、降噪、背光补偿等处理。经过DSP处理后的数字信号又经过数/模( D/A)转换重新转化为模拟信号,用于在同轴电缆上进行传输,然后传输至DVR或DVS后再次进行模/数(A/D)转换来完成编码压缩工作,这样多次模/数、数/模转换过程牺牲了大量图像质量。网络摄像机就避免了这一问题,保证了图像的清晰度

IPC的硬件构成一般包括镜头、图像传感器、声音传感器、信号处理器、模/数转换器、编码芯片、主控芯片、网络及控制接口等部分组成。光线通过镜头进入传感器,然后转换成数字信号由内置的信号处理器进行预处理,处理后的数字信号由编码压缩芯片进行编码压缩,最后通过网络接口发送到网络上进行传输。

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