根據(jù)多數(shù)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的普遍需求，我們制訂了一套標(biāo)準(zhǔn)參考方案，本著“專業(yè)、實(shí)效和用戶至上”的原則為用戶提供遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工程服務(wù)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)不同階段：
?模擬視頻監(jiān)控
?多媒體微機(jī)平臺(tái)（嵌入式系統(tǒng)）的數(shù)字視頻監(jiān)控
?基于嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器技術(shù)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控

1.模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)
模擬監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展較早，目前常稱為第一代監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)特點(diǎn)：
A.視頻、音頻信號(hào)的采集、傳輸、存儲(chǔ)均為模擬形式，質(zhì)量最高
B.經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，技術(shù)成熟，系統(tǒng)功能強(qiáng)大、完善

模擬視頻系統(tǒng)存在的問(wèn)題：
A.只適用于較小的地理范圍
B.與信息系統(tǒng)無(wú)法交換數(shù)據(jù)
C.監(jiān)控僅限于監(jiān)控中心，應(yīng)用的靈活性較差
D.不易擴(kuò)展

2.基于微機(jī)平臺(tái)的數(shù)字視頻監(jiān)控（DVR）
    DVR是近幾年迅速發(fā)展的第二代監(jiān)控系統(tǒng)，采用微機(jī)和Windows平臺(tái)，在計(jì)算機(jī)中安裝視頻壓縮卡和相應(yīng)的DVR軟件，不同型號(hào)視頻卡可連接1/2/4路視頻，支持實(shí)時(shí)視頻和音頻，是第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的可選方案，適合傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的改造，不適合新建的監(jiān)控系統(tǒng)、又要求實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻傳輸（超過(guò)1-2公里）的系統(tǒng)。

DVR系統(tǒng)特點(diǎn)：
A.視頻、音頻信號(hào)的采集、存儲(chǔ)主要為數(shù)字形式，質(zhì)量較高
B.系統(tǒng)功能較為強(qiáng)大、完善
C.與信息系統(tǒng)可以交換數(shù)據(jù)
D.應(yīng)用的靈活性較好

    DVR系統(tǒng)從監(jiān)控點(diǎn)到監(jiān)控中心為模擬方式傳輸，與第一代系統(tǒng)相似存在許多缺陷，要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離視頻傳輸需鋪設(shè)（租用）光纜、在光纜兩端安裝視頻光端機(jī)設(shè)備，系統(tǒng)建設(shè)成本高，不易維護(hù)、且維護(hù)費(fèi)用較大。

    隨著信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式DVR系統(tǒng)近幾年異軍突起，由于其可靠性高、使用安裝方便在銀行系統(tǒng)應(yīng)用特別廣泛，我們通常稱嵌入式DVR為2.5代監(jiān)控系統(tǒng)。[nextpage]

3.基于嵌入式視頻服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字視頻監(jiān)控
3.1什么是網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控？
    簡(jiǎn)單的說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控就是將傳統(tǒng)的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸，通過(guò)智能化的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)處理。

    系統(tǒng)將傳統(tǒng)的視頻、音頻及控制信號(hào)數(shù)字化，以IP包的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，實(shí)現(xiàn)了視頻/音頻的數(shù)字化、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、應(yīng)用的多媒體化以及管理的智能化。

3.2幾種視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介
1）MJPEG
    MJPEG是指MotionJPEG，即動(dòng)態(tài)JPEG，按照25幀/秒速度使用JPEG算法壓縮視頻信號(hào)，完成動(dòng)態(tài)視頻的壓縮。是由JPEG專家組制訂的，其圖像格式是對(duì)每一幀進(jìn)行壓縮，通常可達(dá)到6：1的壓縮率，但這個(gè)比率相對(duì)來(lái)說(shuō)仍然不足。就像每一幀都是獨(dú)立的圖像一樣。MJPEG圖象流的單元就是一幀一幀的JPEG畫(huà)片。因?yàn)槊繋伎扇我獯嫒?，所以MJPEG常被用于視頻編輯系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)JPEG能產(chǎn)生高質(zhì)量、全屏、全運(yùn)動(dòng)的視頻，但是，它需要依賴附加的硬件。而且，由于MJPEG不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的格式，各廠家都有自己版本的MJPEG，雙方的文件無(wú)法互相識(shí)別。

    MJPEG的優(yōu)點(diǎn)是畫(huà)質(zhì)還比較清晰，缺點(diǎn)是壓縮率低，占用帶寬很大。一般單路占用帶寬2M左右。

2）H.263
    H.263視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)是專為中高質(zhì)量運(yùn)動(dòng)圖像壓縮所設(shè)計(jì)的低碼率圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。H.263采用運(yùn)動(dòng)視頻編碼中常見(jiàn)的編碼方法，將編碼過(guò)程分為幀內(nèi)編碼和幀間編碼兩個(gè)部分。埃幀內(nèi)用改進(jìn)的DCT變換并量化，在幀間采用1/2象素運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)補(bǔ)償技術(shù)，使運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償更加精確，量化后適用改進(jìn)的變長(zhǎng)編碼表（VLC）地量化數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼，得到最終的編碼系數(shù)。

    H.263標(biāo)準(zhǔn)壓縮率較高，CIF格式全實(shí)時(shí)模式下單路占用帶寬一般在幾百左右，具體占用帶寬視畫(huà)面運(yùn)動(dòng)量多少而不同。缺點(diǎn)是畫(huà)質(zhì)相對(duì)差一些，占用帶寬隨畫(huà)面運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜度而大幅變化。

3）MPEG-1
VCD標(biāo)準(zhǔn)。
    制定于1992年，為工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)，可適用于不同帶寬的設(shè)備，如CD-ROM,Video-CD、CD-i。它用于傳輸1.5Mbps數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字存儲(chǔ)媒體運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音的編碼，經(jīng)過(guò)MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)壓縮后，視頻數(shù)據(jù)壓縮率為1/100～1/200，影視圖像的分辯率為360×240×30（NTSC制）或360×288×25（PAL制），它的質(zhì)量要比家用錄像系統(tǒng)（VHS-VideoHomeSystem）的質(zhì)量略高。音頻壓縮率為1/6.5，聲音接近于CD-DA的質(zhì)量。MPEG-1允許超過(guò)70分鐘的高質(zhì)量的視頻和音頻存儲(chǔ)在一張CD-ROM盤(pán)上。VCD采用的就是MPEG-1的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)面向家庭電視質(zhì)量級(jí)的視頻、音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-1的編碼速率最高可達(dá)4-5Mbits/sec，但隨著速率的提高，其解碼后的圖象質(zhì)量有所降低。MPEG-1也被用于數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)上的視頻傳輸，如非對(duì)稱數(shù)字用戶線路(ADSL)，視頻點(diǎn)播(VOD)，以及教育網(wǎng)絡(luò)等。同時(shí)，MPEG-1也可被用做記錄媒體或是在INTERNET上傳輸音頻。MPEG1標(biāo)準(zhǔn)占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬在1.5M左右。

4）MPEG-2DVD標(biāo)準(zhǔn)。
    制定于1994年，設(shè)計(jì)目標(biāo)是高級(jí)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖象質(zhì)量以及更高的傳輸率，主要針對(duì)高清晰度電（HDTV）的需要，傳輸速率在3-10Mbits/sec間，與MPEG-1兼容，適用于1.5～60Mbps甚至更高的編碼范圍。[nextpage]

    分辯率為720×480×30（NTSC制）或720×576×25（PAL制）。影視圖像的質(zhì)量是廣播級(jí)的質(zhì)量,聲音也是接近于CD-DA的質(zhì)量。MPEG-2是家用視頻制式（VHS）錄像帶分辯率的兩倍。MPEG-2的音頻編碼可提供左右中及兩個(gè)環(huán)繞聲道,以及一個(gè)加重低音聲道，和多達(dá)7個(gè)伴音聲道(DVD可有8種語(yǔ)言配音的原因)。由于MPEG-2在設(shè)計(jì)時(shí)的巧妙處理，使得大多數(shù)MPEG-2解碼器也可播放MPEG-1格式的數(shù)據(jù)，如VCD。除了做為DVD的指定標(biāo)準(zhǔn)外，MPEG-2還可用于為廣播，有線電視網(wǎng)，電纜網(wǎng)絡(luò)以及多級(jí)多點(diǎn)的直播(DirectBroadcastSatellite)提供廣播級(jí)的數(shù)字視頻。MPEG-2的另一特點(diǎn)是，其可提供一個(gè)較廣的范圍改變壓縮比，以適應(yīng)不同畫(huà)面質(zhì)量，存儲(chǔ)容量，以及帶寬的要求。對(duì)于最終用戶來(lái)說(shuō)，由于現(xiàn)存電視機(jī)分辨率限制，MPEG-2所帶來(lái)的高清晰度畫(huà)面質(zhì)量(如DVD畫(huà)面)在電視上效果并不明顯，到是其音頻特性(如加重低音，多伴音聲道等)更引人注目。

    MPEG-2的畫(huà)質(zhì)質(zhì)量最好，但同時(shí)占用帶寬也非常大，在4M~15M之間，不太適于遠(yuǎn)程傳輸。

5）MPEG-4
    如果說(shuō)，MPEG-1“文件小，但質(zhì)量差”；而MPEG-2則“質(zhì)量好，但更占空間”的話，那么MPEG－4則很好的結(jié)合了前兩者的優(yōu)點(diǎn)。它于1998年10月定案，在1999年1月成為一個(gè)國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)，隨后為擴(kuò)展用途又進(jìn)行了第二版的開(kāi)發(fā)，于1999年底結(jié)束。MPEG－4是超低碼率運(yùn)動(dòng)圖像和語(yǔ)言的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，它不僅是針對(duì)一定比特率下的視頻、音頻編碼，更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于視像電話(VideoPhone)，視像電子郵件(VideoEmail)和電子新聞(ElectronicNews)等，其傳輸速率要求較低，在4800-64Kbits/sec之間，分辨率為176X144。MPEG-4利用很窄的帶寬，通過(guò)幀重建技術(shù)，壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖象質(zhì)量。與MPEG-1和MPEG-2相比，MPEG-4為多媒體數(shù)據(jù)壓縮提供了一個(gè)更為廣闊的平臺(tái)。它更多定義的是一種格式、一種架構(gòu)，而不是具體的算法。它可以將各種各樣的多媒體技術(shù)充分用進(jìn)來(lái)，包括壓縮本身的一些工具、算法，也包括圖像合成、語(yǔ)音合成等技術(shù)。MPEG-4的特點(diǎn)是其更適于交互AV服務(wù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控。MPEG-4是第一個(gè)使你由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)(不再只是觀看，允許你加入其中，即有交互性)的動(dòng)態(tài)圖象標(biāo)準(zhǔn)；它的另一個(gè)特點(diǎn)是其綜合性；從根源上說(shuō)，MPEG-4試圖將自然物體與人造物體相溶合(視覺(jué)效果意義上的)。MPEG-4的設(shè)計(jì)目標(biāo)還有更廣的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。MPEG4標(biāo)準(zhǔn)的占用帶寬可調(diào)，占用帶寬與圖像的清晰度成正比。以目前的技術(shù)，一般占用帶寬大致在幾百K左右。

3.3網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控的應(yīng)用
    當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高和技術(shù)的成熟，寬帶接入及通訊已經(jīng)成為電信領(lǐng)域最有潛力的廣闊市場(chǎng)。據(jù)預(yù)測(cè)到2004年全球Internet用戶將突破10億，其中約有4.7億用戶將通過(guò)寬帶接入方式。

    在中國(guó)，總理在“兩會(huì)”的工作報(bào)告中也首次提到：重點(diǎn)支持建設(shè)高速寬帶信息業(yè)務(wù)。2001年中國(guó)電信的目標(biāo)用戶是全年發(fā)展180萬(wàn)寬帶用戶，其中ADSL用戶30萬(wàn)，以太網(wǎng)接入用戶150萬(wàn)；背靠上市的長(zhǎng)城寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)公司2001年要在全國(guó)建成完工寬帶社區(qū)用戶300萬(wàn)，預(yù)計(jì)投資25億元人民幣；還有聯(lián)通、網(wǎng)通、吉通、鐵通等各路人馬大搞“圈地運(yùn)動(dòng)”。

    隨著Internet和寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益發(fā)展，傳統(tǒng)的以文字和圖片為主的內(nèi)容服務(wù)已不能滿足用戶的需求，具有視頻和音頻的多媒體內(nèi)容服務(wù)即將成為主流，這是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。近兩年來(lái)一種嶄新的全數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在得到廣泛應(yīng)用。[nextpage]

    網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用嵌入式的“網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器”，實(shí)現(xiàn)從監(jiān)控點(diǎn)前端、監(jiān)控中心、監(jiān)控工作站的數(shù)字化處理，是監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻系統(tǒng)與上述第一、二代系統(tǒng)相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)：
A.利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，不需要為新建監(jiān)控系統(tǒng)鋪設(shè)光纜、增加設(shè)備，輕而易舉地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。
B.系統(tǒng)擴(kuò)展能力強(qiáng)，只要有網(wǎng)絡(luò)的地方增加監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備就可擴(kuò)展新的監(jiān)控點(diǎn)。
C.維護(hù)費(fèi)用低，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)由網(wǎng)絡(luò)提供商維護(hù)，前端設(shè)備是即插即用、免維護(hù)系統(tǒng)。
D.系統(tǒng)功能強(qiáng)大、利用靈活、全數(shù)字化錄像方便于保存和檢索。
E.在網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)，只要安裝了客戶端的軟件，給予相應(yīng)的權(quán)限就可成為監(jiān)控工作站。