网络视频监控关键技术的发展探讨

1、网络视频监控关键技术的发展探讨视频监控业务的发展历程与现状视频监控作为安防行业的一个重要技术应用，发展迅速。在国外，视频监控业务主要为个人用户提供安全系统方案，基本定位在个人和住宅应用方面。在国内，视频监控业务主要集中在行业应用，如公安、交通、金融、楼宇等领域，行业用户已成为国内视频监控市场的主要增长点。视频监控技术发展至今已经历了模拟监控技术、数字监控技术和远程网络视频监控技术三个不同的阶段。1模拟视频监控技术模拟监控技术发展较早，在20世纪90年代以前，视频监控技术主要以模拟设备为主。模拟视频监控系统一般由监控前端、传输设备、控制设备以及显示设备几个部分组成。监控前端一般为模拟摄像机、云台

2、、声光电报警设备和雨刷等。传输设备一般为传输视频的同轴电缆，远距离传输可采用模拟光纤或者利用光端机进行传输。控制设备主要是视频切换矩阵，采用键盘进行切换和控制，将需要监控的图像在指定的显示设备进行显示。显示设备主要包括图像的监视器、报警指示设备等。2数字视频监控技术20世纪90年代视频监控进入数字化阶段，随着计算机和多媒体处理技术的发展，数字视频压缩编码技术被应用到视频监控系统中，基于PC的多媒体监控系统由此产生。在这类监控系统中，视频采集和视频传输仍以模拟方式为主，模拟摄像机的图像信号到达多媒体监控终端后进行数字处理与存储，随后通过通信网络，将这些信息传到一个或多个监控中心。基于PC的多媒体

3、监控系统通过增加视频处理卡以增加图像的输入路数，采用数字化存储及视频解压缩功能，可以对监控区域进行高清晰度的画面显示，使图像回放时也能达到极高的清晰度。3远程网络视频监控技术近年来，随着网络技术的发展，Internet已经无处不在。远程网络视频监控技术将传统的模拟视频、语音信号转换为数字信号，通过计算机网络进行传输，实现了视音频信号的数字化、网络化、应用的多媒体化以及管理的智能化。网络监控技术集成了数字处理、网络、计算机、视音频编解码以及图像处理和识别等多种先进技术。网络视频监控系统由监控系统前端、数字化处理器、网络传输、监控控制系统组成。监控前端和模拟系统一样由摄像机、云台、声光电报警设备和

4、雨刷等设备构成。数字化处理器的主要功能是将监控前端采集的模拟图像信号进行数字化处理，并将数字图像信号进行压缩处理，以便减少图像信号传输时所占用的网络带宽。网络传输主要由网络传输设备组成，如交换机、路由器等。监控系统将现场图像和报警信号转换成IP数据包，利用网络传输给控制系统。控制系统由监控控制平台、电视墙及大屏幕系统组成。监控控制平台可以使用监控系统的各种功能。电视墙及大屏幕系统由网络解码器、电视墙、大屏幕组成，它们从网络接收监控图像，解码后输出到电视墙或者大屏幕上。网络监控系统与传统的模拟监控系统的比较如表1所示。网络视频频监控关关键技术术介绍 网络视视频监控控的关键键技术有有很多。下下面简

5、要要描述一一下信令令控制协协议、视视频编解解码以及及模拟视视频监控控系统如如何改造造为网络络视频监监控系统统等几项项关键技技术。 1信信令控制制协议 由于于标准不不统一且且控制通通道和媒媒体处理理不分离离，视频频监控业业务的开开展受到到一定的的局限性性。（1）标标准不统统一 由于视视频监控控主要应应用于本本地监控控，国际际上并没没有形成成相关的的标准，视视频监控控厂家各各自为政政，产品品之间也也没有采采用任何何协议来来支持互互通，各各厂商之之间甚至至厂商自自己的产产品之间间有时都都不能互互连，无无法组成成能容纳纳不同厂厂商产品品的监控控系统。（2）控制通道和媒体处理不分离 目前很多网络监控系统

6、主要采用HTTP协议，视频通过HTTP协议以流媒体方式进行传输，没有区分媒体通道与控制通道，而是采用共用一条HTTP通道。随着网络的发展，监控规模的不断扩大，这对于视频监控的可管理、大规模运营是极不为利的。 网络监控系统进行媒体承载和控制的分离，对于媒体承载部分比较明确，可采用IETF专门为流媒体传输制定的协议RTSP（实时流传输协议），也可采用IETF为实时视音频传输制定的协议RTP/RTCP（实时传输协议/实时传输控制协议）。对于视频监控的控制协议，为视频监控制定一个专门的协议标准是不太现实的。比较可行的办法是借用现有成熟稳定的信令控制协议，目前，可以借用的协议是广泛用于视频会议、VoIP

7、应用的H.323体系与SIP（会话初始协议）。H.323提供了在基于IP网络上进行多媒体通信的规范，H.323是一个复杂而庞大的协议族，现阶段是视频应用的主流技术。然而由于其过于复杂，现在正受到基于SIP协议视频应用的挑战。IETF提出的SIP是用于建立多方多媒体通信的规范。SIP具备简单灵活、分布式控制等优点，有望广泛应用于视频监控领域。 2视频编解码 在视频编解码技术方面，监控技术主要采用MJPEG、MPEG系列与H.26x系列。MJPEG是基于静态视频压缩的技术，图像的清晰度比较高，适用于监控应用领域。MPEG系列主要应用于视频存储、视频广播和视频流媒体、互联网或无线网上的流媒体等领域。

8、H.26x系列主要应用于实时视频通信领域，如可视电话、会议电视等。 目前视频编解码研究的热点是MPEG-4和H.264，它们采用基于对象的动态压缩技术，可以获得更高的图像压缩比和带宽利用率，在400kbit/s左右的码率下即可实现有效的音、视频传输，随着码率的提高可以相应地提高音频、视频质量，在2Mbit/s左右时即可达到类似DVD的效果。MPEG-4和H.264被普遍认为是未来视频编解码的发展趋势。3如何改造模拟视频监控系统 随着网络视频监控技术的发展，它必将逐渐占据监控领域的主导地位。但是模拟监控技术经过几十年的发展，应用非常广泛，目前仍占据着很大的市场份额。让模拟监控系统的使用者放弃原有

9、监控系统，重新投资于网络监控系统是很困难的一件事。如何将模拟监控系统改造为网络视频监控系统是亟待解决的问题。 模拟监控系统向网络监控系统的改造，从理论上来说，就是改造监控系统的网络传输部分，具体如图1所示。图1模拟监监控系统统向网络络视频监监控系统统改造 在在监控前前端的模模拟摄像像机处增增加网络络设备视频服服务器，视视频服务务器将模模拟图像像信号转转换为数数字信号号，完成成视频数数据的压压缩和控控制信令令在网络络上的传传输。视视频解码码器完成成数字信信号接收收，将图图像数字字信号转转换为模模拟图像像信号，送送入交换换矩阵进进行显示示。控制制平台主主要完成成监控系系统的控控制，传传递用户户的操

10、作作命令。 从从理论上上来说，任任何模拟拟摄像机机，包括括固定摄摄像机、球球形摄像像机、带带云台的的摄像机机等都可可以通过过视频服服务器集集成到网网络视频频系统中中。模拟拟摄像机机和视频频服务器器的组合合相当于于一台网网络摄像像机，因因此目前前很多厂厂家都生生产出了了一体化化的IPP摄像机机。 模模拟视频频监控系系统一般般有专用用的监控控室，在在这种情情况下，同同轴电缆缆已经安安装就位位，可以以采用在在监控室室统一将将视频输输出给视视频服务务器，以以便对视视频服务务器进行行集中放放置、供供电和管管理。 监监控中心心通过视视频解码码器使用用现有的的模拟监监控设备备监控网网络视频频系统中中的数字字

11、化视频频图像。视视频解码码器将数数字化的的视频信信号转化化为模拟拟信号，输输入到交交换矩阵阵，从而而能够在在原有的的显示设设备上显显示。 网网络视频频监控技技术的发发展 随随着网络络技术和和数字处处理技术术的不断断发展，视视频监控控也在向向数字化化、无线线化、监监控网络络化、系系统集成成化和结结构模块块化等方方向发展展。1无无线网络络视频监监控系统统 无无线网络络以其安安装方便便、灵活活性强、性性价比高高等特点点得到了了广泛应应用。无无线网络络监控是是采用无无线的方方式将监监控前端端或客户户端和监监控平台台连接从从而实现现监控。当当监控前前端位置置分散并并且距离离监控平平台较远远时，用用户采用

12、用传统布布线方式式临时建建立客户户视频监监控中心心的成本本较高，如如果遇到到道路、河河流等阻阻碍时，代代价更是是不可估估计。利利用无线线传输网网络，上上述问题题就可迎迎刃而解解。无线线网络视视频监控控系统结结构如图图2所示示。图2无线线网络视视频监控控系统 无无线网络络视频监监控系统统监控前前端设备备（视频频服务器器）一般般支持无无线传输输，如果果前端设设备不支支持无线线传输，则则需要配配置相关关的无线线设备完完成无线线传输。监监控平台台接入IInteerneet中，前前端设备备通过无无线网络络接入监监控平台台。客户户监控中中心根据据网络条条件、需需求等多多方面因因素可选选择通过过Intter

13、nnet或或者无线线网络接接入监控控平台。用用户可以以使用手手机或者者无线上上网设备备接入监监控平台台观看视视频监控控图像。2基于SSIP协协议的视视频监控控系统 基基于SIIP协议议的视频频监控系系统结构构如图33所示。图3基基于SIIP协议议的视频频监控系系统结构构 基基于SIIP的视视频监控控系统采采用域管管理方式式，支持持大规模模的视频频监控业业务。SSIP视视频监控控系统由由以下几几个部分分组成。（1）监监控前端端 监监控前端端可以将将监控图图像进行行数字化化处理，发发送到客客户端供供用户观观看。（2）客客户端 客客户端是是接收视视频监控控前端传传输过来来的视频频编码数数据，对对编码

14、数数据进行行解码显显示。（3）代代理服务务器 该该服务器器是一个个中间路路由元素素，具有有解析地地址的能能力，能能够代理理监控客客户端向向下一跳跳服务器器发出呼呼叫请求求，然后后由服务务器决定定下一跳跳的地址址，最终终使客户户端和监监控前端端建立连连接。（4）注注册服务务器 该该服务器器对监控控前端和和客户端端进行身身份认证证，完成成地址的的注册。（5）定定位服务务器 该该服务器器用来存存储监控控前端和和客户端端的地址址等信息息，为其其他服务务器，如如代理服服务器、注注册服务务器等提提供信息息查询。（6）事事件服务务器 该该服务器器收集并并发布系系统中监监控前端端和客户户端的状状态等事事件。目目前主要要有注册册事件、在在线事件件等。监监控前端端和客户户端可以以通过向向事件服服务器发发送订阅阅请求来来订阅相相应事件件信息，当当产生对对应事件件后，事事件