隨著人們生活質(zhì)量的提高，經(jīng)濟(jì)水平和科學(xué)技術(shù)的飛快發(fā)展，安全的重要性越來(lái)越受到人們的重視，大到城市國(guó)家、小到個(gè)人家庭，視頻監(jiān)控成功應(yīng)用于眾多行業(yè)，也正因?yàn)槿绱?，市?chǎng)對(duì)于安防產(chǎn)品的要求也不斷提升。在設(shè)備性能的不斷提升中，視頻監(jiān)控正從“看得見(jiàn)”快速地向“看得清”過(guò)渡。為了對(duì)付各種各樣的經(jīng)濟(jì)刑事犯罪，保護(hù)國(guó)家和人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)的安全，保證各行各業(yè)和國(guó)家重點(diǎn)部門(mén)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，采用高科技手段預(yù)防和制止犯罪已成為安保領(lǐng)域里的共識(shí)。

　　回顧監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，總計(jì)分為五部分，分別為：音視頻采集、音視頻及數(shù)據(jù)傳輸、音頻還原及視頻顯示、音視頻存儲(chǔ)、信號(hào)控制。這五部分相輔相成，協(xié)同工作完成了前端采集、中間傳輸?shù)胶蠖颂幚淼娜苛鞒獭?/p>

　　縱觀各行業(yè)大大小小的監(jiān)控系統(tǒng)，其中大部分都是以視頻為主，音頻及控制為輔，涉及模擬監(jiān)控的組網(wǎng)方式，筆者認(rèn)為就視頻監(jiān)控為主，主要分為純模擬的組網(wǎng)方式和傳統(tǒng)的模數(shù)混合組網(wǎng)方式，下面筆者就這兩種組網(wǎng)方式進(jìn)行分別闡述其中的特點(diǎn)及工作流程。

　　模擬監(jiān)控的組網(wǎng)方式，純模擬架構(gòu)

　　1、設(shè)備組成

　　模擬視頻矩陣、監(jiān)控顯示大屏、矩陣控制鍵盤(pán)、報(bào)警接口箱、模擬硬盤(pán)錄像機(jī)DVR、視頻分配器、機(jī)架式視頻光端機(jī)、獨(dú)立式視頻光端機(jī)、模擬槍型攝像機(jī)等。

　　2、功能說(shuō)明

　　模擬視頻矩陣：用于模擬視頻的輸入和輸出切換，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)BNC接口輸出視頻至顯示大屏，同時(shí)可連接控制鍵盤(pán)、音頻矩陣、報(bào)警接口箱等多種輔助設(shè)備實(shí)現(xiàn)特定的功能。

　　監(jiān)控顯示大屏：用于顯示模擬矩陣輸出的視頻，根據(jù)矩陣的切換輸出不同的視頻畫(huà)面，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)量較少的屏幕顯示眾多的監(jiān)控視頻畫(huà)面。

　　矩陣控制鍵盤(pán)：用于控制矩陣的視頻切換和對(duì)前端動(dòng)點(diǎn)攝像機(jī)的控制，比如球型攝像機(jī)或云臺(tái)攝像機(jī)。

　　報(bào)警接口箱：用于對(duì)周界報(bào)警信號(hào)的接入，例如紅外對(duì)射、紅外柵欄等。

　　模擬硬盤(pán)錄像機(jī)DVR：用于對(duì)模擬視頻的實(shí)時(shí)錄像，同時(shí)對(duì)模擬視頻實(shí)時(shí)編碼為數(shù)字格式。

　　視頻分配器：用于將模擬視頻信號(hào)在保證圖像質(zhì)量的情況下進(jìn)行復(fù)制，輸出給多個(gè)使用端。

　　機(jī)架式視頻光端機(jī)：用于將多個(gè)獨(dú)立式光端機(jī)信號(hào)匯聚接收，機(jī)架式設(shè)計(jì)，便于安裝和維護(hù)。

　　獨(dú)立式視頻光端機(jī)：用于前端視頻源將視頻信號(hào)無(wú)損傳輸回監(jiān)控中心的專用設(shè)備。

　　模擬槍型攝像機(jī)：用于視頻信號(hào)的采集，通過(guò)傳輸設(shè)備和線纜傳輸回監(jiān)控中心還原顯示。

　　3、工作流程

　　模擬攝像機(jī)在前端進(jìn)行視頻信號(hào)的采集，通過(guò)獨(dú)立式光端機(jī)、光纜(光纖)傳輸回監(jiān)控中心(機(jī)房)，經(jīng)過(guò)視頻分配器將視頻信號(hào)一分為三，分別輸出給模擬矩陣、硬盤(pán)錄像機(jī)和上傳給上一級(jí)監(jiān)控中心，模擬矩陣通過(guò)控制鍵盤(pán)的切換，將前端視頻輸出至顯示大屏，圖像還原并呈現(xiàn)在大家的眼前。

　　4、特點(diǎn)描述

　　圖像傳輸、顯示零延時(shí)延遲，最好的實(shí)時(shí)互動(dòng)性;

　　涉及產(chǎn)品較多，物理線路繁雜，必須專業(yè)維護(hù)人員進(jìn)行管理;

　　監(jiān)控使用和操作簡(jiǎn)便、易學(xué)、易懂、易用;

　　性價(jià)比很高，適用于對(duì)圖像不是非?？量痰谋O(jiān)控系統(tǒng)。

　　模擬監(jiān)控的組網(wǎng)方式，傳統(tǒng)的模數(shù)混合架構(gòu)

　　設(shè)備組成：模擬視頻矩陣、監(jiān)控顯示大屏、矩陣控制鍵盤(pán)、報(bào)警接口箱、模擬硬盤(pán)錄像機(jī)DVR、視頻分配器、機(jī)架式視頻光端機(jī)、獨(dú)立式視頻光端機(jī)、模擬槍型攝像機(jī)等。

　　功能說(shuō)明：與純模擬架構(gòu)中描述的產(chǎn)品功能說(shuō)明相同。

　　工作流程：模擬攝像機(jī)在前端進(jìn)行視頻信號(hào)的采集，通過(guò)獨(dú)立式光端機(jī)、光纜(光纖)傳輸回監(jiān)控中心(機(jī)房)，經(jīng)過(guò)視頻分配器將視頻信號(hào)一分為二，分別輸出給模擬矩陣、硬盤(pán)錄像機(jī)，模擬矩陣通過(guò)控制鍵盤(pán)的切換，將前端視頻輸出至顯示大屏，圖像還原并呈現(xiàn)在大家的眼前;模擬視頻進(jìn)入DVR后，經(jīng)過(guò)編碼后變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，接入公安內(nèi)網(wǎng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將視頻信號(hào)上傳給上級(jí)指揮中心使用。

　　特點(diǎn)描述：圖像在本地的傳輸和顯示能夠?qū)崿F(xiàn)零延時(shí)延遲，但經(jīng)過(guò)編碼后上傳到上級(jí)指揮中心就會(huì)出現(xiàn)視頻延延遲時(shí)等現(xiàn)象;涉及產(chǎn)品較多，物理線路繁雜，必須專業(yè)維護(hù)人員進(jìn)行管理;監(jiān)控使用和操作簡(jiǎn)便、易學(xué)、易懂、易用;性價(jià)比很高，適用于對(duì)圖像不是非?？量痰谋O(jiān)控系統(tǒng)。

　　模擬監(jiān)控系統(tǒng)的搭建，以及模擬系統(tǒng)與模擬系統(tǒng)之間的信息通訊及互相聯(lián)動(dòng)互相控制，更多的依賴于物理線纜的輔助，例如視頻線、雙絞線、同軸電纜、光纖、光纜都是我們耳熟能詳?shù)奈锢砭€纜的名稱。談及模擬監(jiān)控網(wǎng)，極具代表意義的應(yīng)屬平安城市三級(jí)網(wǎng)建設(shè)，省、市、區(qū)(縣)三級(jí)，每一級(jí)又有自己獨(dú)立的監(jiān)控系統(tǒng)，再通過(guò)光纜及多業(yè)務(wù)光端機(jī)或其他光類信號(hào)傳輸設(shè)備將各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行連接，從而使省市區(qū)，從上至下無(wú)障礙貫通，使監(jiān)控真正做到了全局把控、實(shí)時(shí)掌握第一手視頻資料。

　　然而，傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)仍存在其局限性。

　　首先，傳統(tǒng)的視頻信號(hào)是模擬信號(hào)，視頻信號(hào)的傳輸通常采用通過(guò)同軸電纜傳輸?shù)姆绞?。在較短距離內(nèi)，視頻信號(hào)的衰減很小;但如果超過(guò)一定距離，就需要視頻放大器對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行放大，通常加一級(jí)放大器可延長(zhǎng)傳輸距離200米左右。但是，在工程中如果對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行兩級(jí)放大，圖像就會(huì)明顯失真，嚴(yán)重時(shí)圖像扭曲變形甚至?xí)霈F(xiàn)黑色橫紋。因此，常規(guī)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)只適合在一座建筑物或一定范圍內(nèi)使用。

　　第二、模擬監(jiān)控系統(tǒng)在一路同軸電纜上只能傳送一路視頻信號(hào)，如果需要傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)、控制信號(hào)或音頻信號(hào)就必須另外單獨(dú)鋪設(shè)電纜。同時(shí)隨著監(jiān)控點(diǎn)和被監(jiān)控點(diǎn)的變化和增加，必須另外鋪設(shè)電纜，造價(jià)昂貴。

　　第三、模擬監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)就是在一定距離范圍內(nèi)圖像質(zhì)量保持得很好，而要遠(yuǎn)距離、高清晰、同步傳輸多路視頻和音頻信號(hào)，最為經(jīng)濟(jì)可行的方法就是將模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，并對(duì)其壓縮編碼，利用公用或?qū)Ｓ猛ㄓ嵕€路傳輸。

　　第四、從傳輸裝置類別來(lái)區(qū)分，視頻圖像信號(hào)的傳輸又可分為專用傳輸設(shè)備方式和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸兩大類。前者包含了連接專用線路或公共通信線路的視頻傳輸設(shè)備，有同軸電纜、電話線或光纖、專用視頻圖像發(fā)射機(jī)與圖像接收機(jī)等，這種方式是在七十年代末、八十年代初期發(fā)展起來(lái)的;而后者則是通過(guò)現(xiàn)有的分布極為廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)字多媒體技術(shù)來(lái)傳輸視頻圖像，這種方式隨著Internet技術(shù)在全球的迅速普及。

　　放眼數(shù)字監(jiān)控時(shí)代，與模擬監(jiān)控相比，數(shù)字監(jiān)控的技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。

　　首先，作為一種將計(jì)算機(jī)數(shù)字視頻壓縮與傳輸技術(shù)應(yīng)用到圖像監(jiān)控領(lǐng)域的高科技產(chǎn)品，數(shù)字監(jiān)控設(shè)備的工作原理是：由計(jì)算機(jī)將模擬的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息，完成視頻信息的采集、瀏覽、傳輸、儲(chǔ)存及回放功能，而且，計(jì)算機(jī)還可以接受各種報(bào)警信息、輸出繼電器控制信息、按照預(yù)先編好的程序自動(dòng)執(zhí)行各種報(bào)警聯(lián)動(dòng)操作。

　　其次，監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)智能化管理，使報(bào)警布局更趨合理。計(jì)算機(jī)將安防工作做得有條不紊，避免了任何疏漏，在充分利用多媒體特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)時(shí)捕捉、視頻報(bào)警等技術(shù)，使防范工作做到更安全、更周密，對(duì)罪犯產(chǎn)生了巨大的威懾力量，能更有效地防止犯罪。嚴(yán)密的計(jì)算機(jī)監(jiān)控實(shí)時(shí)跟蹤記錄每一個(gè)事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，便于取證，能更有效地打擊犯罪。

　　再次，采用數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)能夠減輕保衛(wèi)強(qiáng)度。保衛(wèi)工作看似簡(jiǎn)單，但很繁瑣艱巨，責(zé)任重大。數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的高度智能化，進(jìn)一步把保安人員從枯燥無(wú)味的工作中解脫出來(lái)，在提高安全性的同時(shí)，減輕了工作強(qiáng)度;強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，免去了領(lǐng)導(dǎo)安全檢查的辛勞;結(jié)合先進(jìn)的編程理論，良好而友善的操作界面，更加有利于人機(jī)配合監(jiān)視，提高安全性。

　　最后，談及網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，相比模擬監(jiān)控來(lái)說(shuō)必將呈現(xiàn)出兩個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。一是集中監(jiān)控替代傳統(tǒng)的分散和孤立監(jiān)控;二是智能化后臺(tái)應(yīng)用。以前，大量的視頻數(shù)據(jù)不能得到充分、及時(shí)的利用，很多有用信息很難或者無(wú)法提取和保存。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展好處就在于：隨著視頻分析技術(shù)、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，我們逐漸能夠及時(shí)、自動(dòng)地從視頻流中提取大量信息，這些信息可以傳輸、保存和檢索，也可以驅(qū)動(dòng)其它數(shù)據(jù)，輕而易舉地完成人力很難完成的任務(wù)。

　　模擬監(jiān)控系統(tǒng)工程中的常見(jiàn)問(wèn)題

　　在常規(guī)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)工程中經(jīng)常會(huì)遇到這樣或那樣的問(wèn)題，筆者本次就一些常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行闡述與大家分享：

　　監(jiān)控系統(tǒng)中常見(jiàn)的圖像不清晰的原因：

　　硬件自身原因，由于圖像的清晰度與攝像機(jī)參數(shù)和鏡頭的焦距都有很大關(guān)系，如果鏡頭的焦距是3.5mm，CCD為1/3，那可視距離也就是5米多，所以如果超出了你攝像機(jī)的范圍，那圖像自然就不清晰了。這種情況需要調(diào)整攝像機(jī)的監(jiān)視距離，只有調(diào)整到其焦距范圍內(nèi)才能達(dá)到最好的效果;

　　如果白天很清晰但到了晚上就不行了，就是夜間的光源不夠強(qiáng)，這也和攝像機(jī)的最低照度有關(guān)系。這種情況只能更換攝像機(jī)或者加強(qiáng)夜晚照明。如攝像機(jī)為感紅外攝像機(jī)也可增加紅外燈彌補(bǔ)夜晚燈光不足的狀況;

　　線路干擾，模擬信號(hào)的圖像不清晰如果是橫條的圖像，那是視頻信號(hào)受到了干擾，這種情況只能盡量找到干擾源，將信號(hào)線盡量遠(yuǎn)離才能解決。

　　監(jiān)控系統(tǒng)中常見(jiàn)的視頻干擾現(xiàn)象有以下幾種形式出現(xiàn)：

　　1、在監(jiān)視器的畫(huà)面上出現(xiàn)一條黑杠或白杠，并且向上或向下滾動(dòng)。

　　2、圖像有雪花噪點(diǎn)。這類干擾的產(chǎn)生主要是由于傳輸線上信號(hào)衰減以及耦合了高頻干擾所致。

　　3、視頻圖像有重影，或是圖像發(fā)白、字符抖動(dòng)，或是在監(jiān)視器的畫(huà)面上產(chǎn)生若干條間距相等的豎條干擾。

　　4、斜紋干擾、跳動(dòng)干擾、電源干擾。這種干擾的出現(xiàn)，輕微時(shí)不會(huì)淹沒(méi)正常圖像，而嚴(yán)重時(shí)圖像扭曲就無(wú)法觀看了。

　　5、大面積網(wǎng)紋干擾,也稱單頻干擾。這種現(xiàn)象主要是由于視頻電纜線的芯線與屏蔽網(wǎng)短路、斷路造成的故障，或者是由于BNC接頭接觸不良所致。

　　解決監(jiān)控視頻干擾的方法：

　　對(duì)于有條件的地方，級(jí)聯(lián)視頻信號(hào)和控制信號(hào)盡量采用光端機(jī)來(lái)傳輸視頻，這樣通過(guò)光隔離可以比較好的解決這一干擾問(wèn)題。但是由于光端機(jī)價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高，且不是每一個(gè)地方都具備敷設(shè)光纜的條件，因此，此方法不是每個(gè)地方都適用;

　　在級(jí)聯(lián)的視頻信號(hào)之間加裝視頻抗干擾隔離器。視頻抗干擾隔離器是現(xiàn)代高科技專利產(chǎn)品，當(dāng)視聽(tīng)設(shè)備聯(lián)接連接產(chǎn)生各種交條干擾時(shí)，在視頻線路上串接該產(chǎn)品，能有效隔離各種干擾信號(hào)，使圖像恢復(fù)如初，提高信號(hào)轉(zhuǎn)播質(zhì)量;

　　根據(jù)干擾波傳播距離與頻率的關(guān)系曲線可以看出，頻率越低傳播的距離越遠(yuǎn)。這也意味著，頻率越低，受到干擾的機(jī)會(huì)越多，強(qiáng)度越大。因此，采用將信號(hào)頻率調(diào)高后傳輸，在中心再將信號(hào)調(diào)制并濾波也可大大減少干擾;

　　提高視頻信號(hào)源的輸出電平、實(shí)現(xiàn)阻抗匹配、采用低噪聲放大器、提高施工質(zhì)量等抑制系統(tǒng)本身的干擾;采用單端接地法、在視頻信號(hào)傳輸回路中接入一只高頻變壓器抑制地電位干擾，研制了視頻隔離均衡放大器。

　　以上歸納了監(jiān)控系統(tǒng)中常見(jiàn)的視頻干擾現(xiàn)象，介紹了針對(duì)不同情況采取相應(yīng)措施解決干擾問(wèn)題的方法。雙絞線視頻轉(zhuǎn)發(fā)器的抗干擾性有時(shí)也會(huì)干擾信號(hào)，我們對(duì)檢查電線質(zhì)量的方法也要掌握一定的技巧。以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行非常有益，提高監(jiān)控系統(tǒng)工程質(zhì)量。

　　在文章的結(jié)尾，筆者仍然相信，模擬產(chǎn)品的舞臺(tái)在現(xiàn)今乃至未來(lái)的若干年仍然會(huì)展現(xiàn)出它應(yīng)有的風(fēng)采，為我國(guó)的監(jiān)控行業(yè)增光添彩。

文/朱偉勇    浙江紅蘋(píng)果電子有限公司技術(shù)支持工程師    責(zé)任編輯/付留芳