求索阁

    近年来，随着数字图像处理技术和数字电路技术的飞速发展，图像信号的数字化和处理变得比较普遍，利用数字图像处理技术进行动态监测和现场监控都已成为现实，而且具有相当高的灵敏度和可靠性。

1.引言

视频监控业务具有悠久的历史，在传统上广泛应用于安防领域。近年来，随着数字图像处理技术和数字电路技术的飞速发展，图像信号的数字化和处理变得比较普遍，利用数字图像处理技术进行动态监测和现场监控都已成为现实，而且具有相当高的灵敏度和可靠性。视频监控系统以其直观、方便、信息内容丰富而被广泛应用于金融系统、交通系统、公安系统、教育系统和医疗系统等众多领域。传统的视频监控技术已不再适应时代发展的需要，而以计算机、网络通信技术为基础，以智能图像分析为特色的网络视频监控系统逐渐成为监控领域的发展方向。

2.研究现状

监控系统的技术水平已经从初期的模拟信息传输与控制飞速发展到了数字化、网络化信息传输与控制。纵观其发展历程，大致经过了三个发展阶段。

模拟监视系统：在黑白摄像机、黑白电视机出现的初期，初期的黑像电视监控系统也诞生了。最早的视频监控系统，也称闭路电视监控系统(CCTV)。主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成，由视频电缆、控制电缆等连接。监视系统以模拟方式传输，一般传输距离不能太远，主要应用于小范围内的监控，监控图像一般只能在控制中心查看。最简单的是将图像信息直接送入视频传输电缆进行传送。它应用于保安、生产管理等场合。尽管当时图像质量低，控制功能少，但其直观方便，还是被人们所接受，之后投入了大量的人力物力，不断提高性能、完善功能，很快地由最初的单点、单线制模式变点对点、一点对多点监视和多点顺序控制系统。控制部分采用模拟电路与中、小规模数字集成电路制成的控制器，以直接控制、间接控制、频率分割控制的方法通过手动方式对云台、摄像镜头进行各种控制，此种控制方式功能简单，可靠性差，易受干扰，系统寿命短。但由于投资少，易操作，这种模式的监控系统目前还在个别部门使用着。总的来说，由于中国整体视频监控市场庞大的需求以及不均衡的发展进程，如果没有产生在成本上可以完全替代模拟监控的新技术，模拟监控市场仍将长期存在。

数字监控系统：九十年代中期，随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展，人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和处理，利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示，从而大大提高了图像质量，这种基于PC机的多媒体主控台系统称为数字化视频监控系统。数字式视频监控系统相对于传统的模拟式视频监控系统最大的优点就是可以利用计算机图像处理的方法来实现监控系统的智能化。全数字的视频监控系统，可以基于PC机或嵌入式设备构成监控系统，并进行多媒体处理。这类系统是目前视频监控市场的主流。采用数字监控系统，对目标范围实时监控，并以此为中心建立一整套软硬件结合的完整体系，减少不必要的环节和操作，提高了整个系统的反应速度和效率。同时引入模块化管理，将监控所涉及的视频信息的采集、处理，视音频切换，云台、摄像镜头控制，报警采集和处理等内容模块化，相互关联，相互统一。

数字监控作为继模拟监控之后的第二代监控技术，无论在图像质量、保存时间以及可靠性上均有大幅度的提升，为用户提供了高性价比的监控解决方案。当前，数字监控已牢牢地成为主导整体视频监控市场的视频监控解决方案，并成熟部署于金融、商业等行业之中。但是由于数字监控系统设计的出发点不是基于计算机，而是基于传统模式，只是在原有的基础上加以改进，计算机只是充当一个外部监视器的作用。且传统单片机系统固有的弊端并没有克服，通信协议的多样化与专用化很难统一，导致已有的计算机资源远远满足不了多种设备的要求。另外计算机的运行速度较低，而数字视频的数据量又很大，这样就限制了利用一台计算机同时处理数字视音频信息、文字、图表、数据等信息的能力，很难组建大型监控系统。

网络化多媒体监控系统：随着宽带网络的普及，微处理器技术的快速发展，以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控逐渐从本地监控向远程监控发展，出现了以网络视频服务器为代表的远程网络视频监控系统。网络视频服务器解决了视频流在网络上的传输问题，从图像采集开始进行数字化处理、传输，这样使得传输线路的选择更加多样性，只要有网络的地方，就提供了图像传输的可能。

随着近年来“平安城市”、“平安校园”等安防项目在全国范围的开展和深入，机场、地铁以及景区等用户对于视频监控覆盖范围、监控点数以及网络传输I/O等要求的不断提升，网络监控正成为中国视频监控市场炙手可热的拉动因素。网络监控设备厂商的视频监控整体解决方案，正受到越来越多用户的了解和认可，整个系统趋向平台化、智能化。

很多互联网企业已开始涉足此类视频监控系统的开发。在国内大型的视频监控项目中，更是出现了视频监控系统中，除后端显示设备之外，全部设备IP化的发展趋势。根据IDC的研究，从全球范围的发展趋势来看，整体视频监控市场中网络摄像机(IPCamera)以及网络视频存储(NVR)等IP存储的出货量开始超过传统摄像机和硬盘录像机，成为市场增长的主推力。

下图给出了一种日前比较常用的网络远程视频监控系统的示意图

图中管理中心和监控前端、监控中心是视频监控系统的组成部分，无线网络部分则是视频监控和其他系统互通的一个示例。当然视频监控系统和其他业务网络共同使用时，也可能会融为一体。

随着数字视频压缩编码技术的日益成熟，为多媒体信息的广泛应用提供了基础，新的监控技术完全打破了传统的结构，依靠功能日益强大的计算机，不仅可以处理文本、数据、图形等信息，还可以处理视频图像、声音等信息，再加上网络技术、通信技术的迅猛发展，对各种媒体信息的应用趋向综合化、交互化。现在的各种通信网如公用电话网、数字数据通信网、综合业务数字网、各种类型的LANWAN以及发展迅猛的因特网遍布全球的各个角落，将全球连成一体，使您在任何地方都能以任何方式与地球上其它任何地方交流与传递您所希望的任何信息。监控系统涉及的区域范围也在不断地扩大，从局域到城域到广域，从一个城市到另一个城市，从一个国家到另一个国家，都能完成在现场所能完成的一切任务，将建成一个网络化的多媒体监控系统。在网络化多媒体监控系统不仅要求有高性能的多媒体监控终端的支持，而且还要有适合多媒体信息传输的通信网络作为基础。

多媒体监控终端主要以数字视频压缩编码技术为核心，多媒体通信网络则主要以宽带化和实时传输为重点，实时传输各种视音频信息和数据信息。

在基于嵌入式远程视频监控系统的研究中，国外起步较早，并处于领先水平，己经有成熟的嵌入式摄像机产品的端口。国外同类产品一般采用或者小波压缩方法，其性能普遍比较好，但是价格也很昂贵，国内用户大都无法承受。国内同类产品都采用硬件压缩方式，即使用专门的视频压缩芯片，这样速度快一些，但是在产品升级方面就不方便了。随着嵌入式技术的不断发展，涌现出许多高性能的芯片，这为嵌入式视频监控系统的进一步发展提供了硬件基础。事件的发生，使得人们对安全防范设备，尤其是视频监控设备提出了更高的要求，也更加重视频监控设备的研制和开发。

3.面临的主要问题

目前，大规模的网络视频监控业务尚处于起步探索阶段，网络化、数字化、智能化是视频监控的必然趋势，而对这个大趋势，目前的视频监控在一些关键技术方面，存在着不少不足之处，主要表现在录像存储、并发调度、计费、分级业务融合等方面。

4.视频监控系统的发展方向

前端一体化、传输网络化、处理数字化、系统集成化、管理智能化是视频监控系统公认的发展方向，而数字化是网络化的前提，网络化又是系统集成化的基础，所以，视频监控发展的最大特点就是数字化、网络化、智能化。

数字化：数字化是21世纪的特征，是以信息技术为核心的电子技术发展的必然，数字化是迈向成长的通行证，随着时代的发展，我们的生存环境将变得越来越数字化。视频监控系统的数字化首先应该是系统中信息流(包括视频、音频、控制等)从模拟状态转为数字状态，这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。

信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使视频监控系统与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这也是系统集成化的含义。

网络化：视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡。集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统，以实现抢先任务调度算法的快速响应。组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等优点。系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，这也是系统集成的一个重要概念。

5.结束语

从以前的模拟监控到现在的数字监控;从落后的现场监控到先进的远程监控;从有人值守监控到现在的无人值守监控，视频监控正朝着数字化、网络化、规模化方向蓬勃发展。当然，目前仍存在着不少需要进一步探讨的问题。相对于其他通信业务，视频监控业务显得比较年轻，视频监控市场日前也尚未出现能够控制整个市场的领导者，对于各通信设备厂商而言，视频监控将会是很好的发展机会。