根據(jù)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控模擬視頻監(jiān)控技術(shù)即是通過數(shù)字信號(hào)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行,而視頻則是采用傳統(tǒng)的模擬技術(shù)。數(shù)控模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)可分為兩種:基于微處理器的視頻切換控制加PC機(jī)的多媒體管理系統(tǒng);基于PC機(jī)控制的實(shí)現(xiàn)對(duì)矩陣主機(jī)的切換控制及對(duì)系統(tǒng)的多媒體管理系統(tǒng)。
上個(gè)世紀(jì)八十年代是微處理器的年代,視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用微處理器固件發(fā)展的矩陣切換器,將原來分散的全硬件視頻監(jiān)控系統(tǒng)集中化,如將視頻切換、對(duì)前端的控制等功能集合一起處理,這在當(dāng)時(shí)是技術(shù)上的一個(gè)新突破。自備微處理器的矩陣主機(jī)可通過PC機(jī)的圖形管理軟件實(shí)現(xiàn)以下功能:
對(duì)單一工作站之中的視頻監(jiān)控、出入口控制、內(nèi)部通訊、報(bào)警等進(jìn)行綜合全面控制;任意一臺(tái)工作站可通過網(wǎng)絡(luò),控制其它工作站所連接的矩陣主機(jī)、報(bào)警設(shè)備,完成視頻切換、云臺(tái)、鏡頭控制及報(bào)警聯(lián)動(dòng)等;通過軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)眾多矩陣主機(jī)和報(bào)警接口軟件模塊的控制。
而基于PC機(jī)控制的實(shí)現(xiàn)對(duì)矩陣主機(jī)的切換控制及對(duì)系統(tǒng)的多媒體管理系統(tǒng),則是用一臺(tái)PC機(jī)作為集中控制和管理的中心,充分利用PC機(jī)的資源,配合相關(guān)的軟件設(shè)計(jì),通過對(duì)矩陣的集中控制實(shí)現(xiàn)如下功能:
攝像機(jī)到監(jiān)視器的視頻矩陣切換,云臺(tái)和鏡頭的控制;通過串口連接報(bào)警設(shè)備的報(bào)警信息,并通過程序編程自動(dòng)完成視頻切換、云臺(tái)控制、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、報(bào)警錄像等各項(xiàng)操作;通過其開放性的結(jié)構(gòu)可使之與其它子系統(tǒng)如與消防報(bào)警系統(tǒng)、出入口管理系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)等進(jìn)行系統(tǒng)集成。
雖然隨著微處理器、計(jì)算機(jī)的功能和性能的不斷提高,軟件技術(shù)特別是多媒體技術(shù)的應(yīng)用,監(jiān)控系統(tǒng)在功能、性能、可靠性、結(jié)構(gòu)組成方式等方面都得到極大提高,視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成更加方便靈活,人機(jī)交互界面更為友好,但由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)中信息流的形態(tài)沒有變,仍為模擬的視頻信號(hào),系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要是一種單功能、單向、總線方式的信息采集網(wǎng)絡(luò),介質(zhì)專用的特點(diǎn),因此系統(tǒng)盡管已發(fā)展到很高的水平,但其如下的局限性依然存在:
適合于較小范圍的區(qū)域監(jiān)控。由于模擬視頻信號(hào)的傳輸工具主要是同軸電纜,而同軸電纜傳輸模擬視頻信號(hào)的距離不大于1Km,雙絞線的距離更短,這就決定了模擬監(jiān)控只適合于單個(gè)大樓、小的居民區(qū)以及其它小范圍的場(chǎng)所;系統(tǒng)的擴(kuò)展能力較差。對(duì)于已經(jīng)建好的系統(tǒng),如要增加新的監(jiān)控點(diǎn),往往是牽一發(fā)而動(dòng)全身,新的設(shè)備也很難添加到原有的系統(tǒng)之中;難以形成有效的聯(lián)動(dòng)。在模擬監(jiān)控系統(tǒng)中,由于各部分獨(dú)立運(yùn)作,相互之間的控制協(xié)議很難互通,聯(lián)動(dòng)只能在有限的范圍內(nèi)進(jìn)行。
為了克服以上的不足,滿足網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代人們對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的更高要求,對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化是必由之路。
數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)
上世紀(jì)90年代末,隨著多媒體技術(shù)、視頻壓縮編碼技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)迅速崛起,所謂數(shù)字視頻即是控制信號(hào)和視頻信息都采用數(shù)字化的方式,可以在通過網(wǎng)絡(luò)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中傳輸。目前有兩種數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng),一種是以數(shù)字錄像設(shè)備為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng),另一種是以嵌入式視頻Web服務(wù)器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。[nextpage]
數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng)
數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng)是以視頻錄像為核心,進(jìn)行視頻的采集、處理、傳播,同時(shí),并存的控制信息也通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。
該方式充分利用了數(shù)字視頻壓縮編碼技術(shù),部分地取代了傳統(tǒng)的視頻矩陣圖像分割器。其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在以下方面:
多媒體監(jiān)控主機(jī)綜合了視頻矩陣、圖像分割器、錄像機(jī)等的眾多功能,使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化;
采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),使得數(shù)字多媒體遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控不受距離限制;
可以采用大容量磁盤陣列存盤器或光盤存儲(chǔ)器,可以節(jié)省大量的磁帶介質(zhì);
視頻信息以文件方式存儲(chǔ),方便信息查詢。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,目前的數(shù)字錄像機(jī)一般是采用工控機(jī)來實(shí)現(xiàn),由工控機(jī)+視頻采集卡+較可靠的操作平臺(tái)+應(yīng)用軟件來組成,這樣的系統(tǒng)的組成有如下優(yōu)勢(shì):
工控機(jī)相對(duì)穩(wěn)定,可適用于較復(fù)雜的工作環(huán)境;
工控機(jī)中采用 NT、windows2000、Unix、Linux等通用操作系統(tǒng),保證操作系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性;同時(shí),這些操作系統(tǒng)可以支持多個(gè)大容量的硬盤用以存放視頻文件;
視頻采集卡通常采用多卡方式,也可采用單卡方式。一般說,單卡方式集成度高,穩(wěn)定性會(huì)優(yōu)于多卡方式,很多采用一路一卡的方式很容易形成硬件沖突,其穩(wěn)定性會(huì)有較大的影響;應(yīng)用軟件則采用能支持多任務(wù)并發(fā)處理,如監(jiān)視、錄像、回放、備份、報(bào)警、控制、遠(yuǎn)程連接等的多個(gè)處理能力。
嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)
嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)等組成,它是集軟硬件于一體的可獨(dú)立工作的部件。
嵌入式操作系統(tǒng)是一種實(shí)時(shí)的,支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件,它是嵌入式系統(tǒng)極為重要的組成部分,通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口、通信協(xié)議、圖形界面、標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器等;系統(tǒng)數(shù)據(jù)置于一般存儲(chǔ)在flash memory中,調(diào)用速度快,不會(huì)被改變,穩(wěn)定性好;同時(shí),系統(tǒng)處理實(shí)時(shí)性好,性能穩(wěn)定;文件管理系統(tǒng)更適合于大量的視頻數(shù)據(jù)。
嵌入式系統(tǒng)目前已發(fā)展到嵌入視頻Web服務(wù)器階段,嵌入式視頻Web服務(wù)器的主要原理視頻服務(wù)器內(nèi)置一個(gè)嵌入式Web服務(wù)器,采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。由現(xiàn)場(chǎng)的攝像機(jī)送來的視頻信號(hào)經(jīng)數(shù)字化后,再由高效壓縮芯片進(jìn)行壓縮,通過內(nèi)部總線送到內(nèi)置的Web服務(wù)器,網(wǎng)絡(luò)上用戶可以直接用瀏覽器觀看Web服務(wù)器上的攝像機(jī)圖像,授權(quán)用戶還可以控制攝像機(jī)、云臺(tái)、鏡頭的動(dòng)作或?qū)ο到y(tǒng)配置進(jìn)行操作。
這種嵌入方式由于把視頻壓縮和Web功能集中到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi),可以直接連入局域網(wǎng),達(dá)到即插即用,省掉多種復(fù)雜的電纜,安裝時(shí)僅需設(shè)置一個(gè)IP地址即可,用戶端也無需安裝任何硬件設(shè)備,僅用瀏覽器即可觀看。
嵌入式視頻Web服務(wù)器監(jiān)控系統(tǒng)與其它監(jiān)控系統(tǒng)的比較有如下特點(diǎn):
監(jiān)控范圍廣:只要網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋的區(qū)域,該系統(tǒng)即可進(jìn)行監(jiān)控,甚至是廣域網(wǎng)范圍;
擴(kuò)展能力強(qiáng):系統(tǒng)幾乎具有無限擴(kuò)展能力 所有設(shè)備都以IP地址進(jìn)行標(biāo)識(shí),增加設(shè)備只是意味著IP地址的擴(kuò)充。
可組成非常復(fù)雜的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),由于Web服務(wù)器輸出已完成模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換并壓縮,采用統(tǒng)一的協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上傳輸,支持跨網(wǎng)關(guān)、跨路由器的遠(yuǎn)程視頻傳輸。
性能穩(wěn)定可靠:嵌入式Web服務(wù)器實(shí)際上基于嵌入式電腦技術(shù),采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng),又由于視頻壓縮和Web功能集中到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi),系統(tǒng)具有較好的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和可靠性
管理方便:由于是集成式的,無需專人管理,非常適合于無人值守的環(huán)境。
對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬有一定的要求,由于是基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,隨著傳輸?shù)穆窋?shù)和距離的增大,對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求就越高。