網絡視頻監控系統結構研究

姚 力

（唐銀鋼鐵有限公司 河北 唐山 063000）

1 引言

智能網絡視頻具備網絡化和智能化的兩個重要特征，智能網絡視頻監控就是通過有線或者無線IP網絡把視頻信息以數字化的形式來進行傳輸，這種監控還可以與很多其它類型的系統進行完美的結合。然而真正的智能網絡視頻監控系統在國內還是沒有普及，僅僅是在一些重要的場合做出了一些應用，比如各種大型的活動，城市的安全監控，工業生產監控等場所，隨著市場的發展，智能網絡視頻監控系統在國內大規模的應用應該說不會用多長時間。

2 智能網絡視頻監控系統的構成

典型智能網絡視頻監控系統的構成如下：

（1）硬件構成

智能網絡監控系統的硬件結構大體上分為五個部分：前端部分、傳輸部分、存儲部分、顯示部分、控制部分。

①前端部分。對于前端部分第一代模擬視頻監控和第二代的數字視頻監控系統都是采用傳統的模擬攝像機，獲取的信號采用同軸電纜來進行傳輸，第三代智能網絡視頻監控系統采用網絡攝像機（IPC）。網絡視頻攝像機的作用主要有兩點：圖像的采集和編碼。采集的數據直接可以完成H.264、M-MPEG等編碼。IPC輸出的碼流是基于實時流和存儲流分開，視頻流到達交換機之后傳輸至解碼器，通過解碼器解碼之后傳輸至顯示設備等；存儲流則直接將數據傳輸至網絡存儲系統比如NVR、磁盤陣列等。

②傳輸部分。傳輸部分采用的傳輸介質主要分為有線和無線，有線的傳輸介質主要是雙絞線、光纖等，無線的傳輸介質有無線電、微波、射頻傳輸等。目前以太網是主要的局域網通信協議，網絡和光纖是現在高清視頻監控主要傳輸方式。基于上百上千路的大型網絡視頻監控系統可采用EPON光纖網絡的方式接入互聯網。

③存儲部分。存儲部分一般采用分布式存儲與集中存儲相結合的存儲構架，分布式存儲體現在各管理區域中心安裝網絡存儲設備，保存本區域的視頻圖像，主要采用三種存儲基礎構架：直接附加存儲（Direct-Attached Storage，DAS）、網絡附加存儲（Network-Attached Storage，NAS）、存儲區域網絡（Storage Area Network，SAN）.DAS的特點是將存儲設備與服務器直接相連接；NAS架構的特點是將存儲設備直接連入現有TCP/IP的網絡中；SAN架構將各種存儲設備集中起來形成一個存儲網絡，以便于數據的集中管理。集中存儲體現在總監控中心安裝網絡設備，保存總監控中心視頻圖像和全網關鍵錄像的冗余數據，主要選用IP SAN等存儲設備。隨著網絡技術的發展，集群存儲系統、“云”存儲系統越來越成為存儲系統的發展方向。

④顯示部分。顯示部分一般通過解碼器將實時的數據流解碼、采用顯示墻等形式將視頻顯示出來，同時通過操作臺實現對于顯示墻相關參數設置。在視頻監控系統中的顯示設備中主要采用大屏幕拼接技術，其構成主要有拼接顯示單元、多屏拼接控制器、大屏幕系統軟件、大屏幕拼接系統接口設備。主要的拼接系統有：投影拼接系統、DLP背投拼接系統、PDP拼接系統、LCD拼接系統。

⑤控制部分。以往的視頻監控系統控制部分“重硬件輕軟件”，隨著網絡視頻監控系統的發展，現在越來越重視軟件系統的應用了。對于控制部分的體現尤為明顯。通過統一的視頻網絡視頻管理平臺可以實現以下功能：簡潔、開放的全IP體系結構；提供端到端的清晰流暢活動圖像；可靠的系統存儲；集中式管理；安裝/組網方便。

（2）軟件系統構成

從軟件系統的角度來看智能網絡視頻監控系統主要由以下幾類軟件來構成：

第一類在系統管理平臺上主要安裝了視頻監控管理軟件（Video Surveillance Manage Software，VMS），通過視頻監控管理平臺實現了以下功能： 實時視頻預覽功能；錄像檢索功能；設備管理功能；資料管理；地理信息服務；視頻檢測；智慧聲控；應用分析；權限管理；OA輔助管理等功能。視頻編程的基本步驟是：

（1）打開視頻設備；（2）讀取設備信息；（3）更改設備信息（如果有必要的話）；（4）進行視頻采集（有兩種方法，這里采用read的方式）；（5）對采集的視頻進行處理（使用servfox的代碼實現了jpeg壓縮與保存）；（6）關閉視頻設備。

第二類軟件是嵌入式操作系統軟件，例如在NVR中嵌入式了linux操作系統，從而實現了監控系統的相關參數的設置。由于嵌入式操作系統的可裁減性好、實時響應快，在視頻監控系統中應用效果很好。

第三類軟件是在視頻分析單元中尤其是在類似于DSP這樣的芯片中集成的與視頻分析相關的算法軟件，通過這些優異的算法軟件從而實現了內容分析、對象識別、分析對比等智能活動。可以說在一定程度上，算法軟件的發展和提高反映了智能化的發展水平。

3 結語

網絡視頻監控系統的優勢非常的明顯，隨著國內市場的發展，智能網絡視頻監控肯定要取代第二代半數字監控技術，智能網絡監控技術不光在智能城市、機場、地鐵等重要場合會有用武之地，還會在智能小區、智能家居等民用領域得到廣泛的應用。因為其涉及通信技術、計算機網絡、計算機視覺、人工智能等方面，交叉性很強，對于初次接觸此領域的技術人員來講，還是有點摸不清數頭腦。而本文則是從硬件和軟件兩個視角詮釋了智能網絡視頻監控系統的構成，對于理清智能網絡視頻監控系統的整體構架提供了一個值得參考的視角。

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