视听摄像在国内的应用

视听摄像在国内的应用

0打击违法违规,维持社会安定的重要手段视频监控技术历史悠久。它通常广泛应用于安全、交通和其他领域。这是国家安全部门和交通安全部门打击犯罪、发现违法、维护社会稳定的重要手段。近年来,随着网络及计算机的普及,网络通信技术的发展,图像处理技术的提高,视频监控越来越深入到人们生活的各个领域(教育、政府、娱乐、医疗、酒店、运动等)。1数字视频监控系统的发展视频监控,顾名思义就是为客户提供实时监视的手段,并可以对被监控的对象进行数据的保存及处理,以便事后回放。同时,当前的视频监控技术也能在此基础上,为客户提供远程监控,并提供相应的报警机能,进行报警触发与联动。早期的监视摄像系统使用的是全模拟的方式,图像信息是通过模拟方式进行传输(视频电缆)。全模拟的缺点是视频电缆的传输距离短,只适用于小范围内的视频监控,而且视频文件的存储多为通过磁带式录像设备进行保存,并且监控的图像信息只能通过统一的监控中心进行查看,局限性非常大。随后伴随着数字技术的发展成熟,视频监控也进入了数字化发展的时代,从20世纪90年代数字视频监控系统开始出现,由原来的模拟视频矩阵转变成了数字控制视频矩阵,由数字硬盘录像设备取代了原先的磁带式模式录像设备,实现了全数字视频图像模式。至此视频监控完成了由模拟转变成通过PC进行多媒体管理的全数字视频监控系统的转换。相比模拟监控,数字监控的使用范围已经得到了很大程度的扩大,但也只是停留在本地的监控范围,并不能实现远程监控。现在,伴随着宽带网络的大面积普及,数字视频监控也已经逐步从仅限于本地的监控发展成了远程的监控,出现了以网络服务器为代表的远程网络数字视频监控系统(通常称为IPCAMERA),网络视频服务器在本质上解决了视频流在网络上的传输问题,即从图像的采集开始就进行图像的数字化处理,再通过网络(网线、光纤等)进行数字视频信号的传输,这样就使得数字视频信号的传输选择多样化,只要有网络的地方就能进行视频的实时监控,整个视频监控系统就朝着智能化的方向进行发展。现在网络监控摄像机的发展已经不仅仅局限于有线网络,甚至于无线网络的应用也已经逐步走入大家的视野。2视频监控系统的组成整个监视摄像机的系统由监控前端、管理中心(服务器等)和监控终端组成,如图1所示,各组成部分的说明如下。2.1数字私家车系统的网络传输数字。一是利用cp/ip协议,用于采集被监控点的监控信息(图像、声音、报警信息等),监控前端可分为两类:(1)普通摄像头+视频服务器。普通摄像头可以是模拟摄像头,也可以是数字摄像头。原始视频信号传到视频服务器,经视频服务器编码后,以TCP/IP协议通过网络传至其他设备。(2)网络摄像头。网络摄像头是融摄像、视频编码、Web服务于一体的高级摄像设备,内嵌了TCP/IP协议,可以直接连接到网络。以上两种类型的监控前端都可分为标清/高清系列,固定型/可动型,室内型/室外型这几种类型,根据实际客户的需求可以进行选择。2.2管理中心承担所有前端设备的管理、控制、报警处理、录像、录像回放、用户管理等工作。各部分功能分别由专门的服务器完成。2.3监控设备用于集中对所辖区域进行监控,包括电视墙、监控客户终端群组成。系统中可以有一个或多个监控中心。3监视摄像机的特点与民用的照相机/摄像机对色再现,像素,手振等的追求极至不同,监视摄像机本身所针对的客户群和使用的目的是完全不同的,所以监视摄像机对各方面的要求和民用产品完全不同。3.1合成图像的合成宽动态简单来说即为摄像机在非常强烈的对比下使摄像机能清晰看到影像特色的一种技术,也可以理解为是背光补偿的升级。宽动态主要是靠摄像机的CCD/CMOS+DSP来实现的。例如SONY公司的View-DR机能,是指每个画面是通过一次标准快门和一次或三次高速快门获取的图像合成出来的,如图2所示。动态降噪是通过频率来调节降噪,现在的主流降噪技术为2D动态降噪(2D降噪保持了移动物体边缘的清晰,但对于整体画面的噪点消除是非常有限),3D动态降噪(3D降噪的整体画面噪点消除非常明显,但移动物体的拖尾也随之而来),当前最先进的是超级动态降噪(XDNR超级动态降噪技术有效结合了2D和3D两种降噪技术,在降低噪点的同时也能保证移动物体的边缘清晰不拖尾)。3.2基于ip656a的防水可使用环境方面,由于很多的监视环境是在室外环境下(暴雨、暴晒、沙尘暴、打雷、恶意破坏等),所以针对这类特定环境下使用的监视摄像机,在本身的设计上必须满足各种不同的苛刻要求,在防水防尘方面,有行业的IP标准,现在一些知名厂家的产品已经能达到防水防尘IP66的级别,基本上满足了日常所有的恶劣使用环境。针对如安装在高压电线等高处场所的监视摄像机,还必须满足防雷击的机能,所以在回路设计时必须追加防浪涌的电气回路。针对在极热极冷环境中使用的监视摄像机,还必须在散热和冷启动方面做特别的设计。使用寿命方面,因为监视系统等涉及到安全安规方面的特殊要求,所以客户对于产品的使用寿命有非常严格的要求。针对监视摄像机使用的材料等必须满足使用寿命的要求,比如现在民用的照相机,摄像机等因为追求小型化所以多使用贴片式的元器件,但是监视摄像机(尤其是电源回路部分)都是使用工业用的元器件,这样充分保证产品的使用稳定性和使用寿命。3.3型图像处理结构DEPA(Distributed&EnhancedProcessingArchitec-ture)即“分布式增强型图像处理结构”。监视摄像机因为不仅仅是用作图像的捕捉,还需要对捕捉的图像进行处理(如人脸的识别、区域的监控、隐私的保护等),所以监视摄像机会将传统的图像处理任务分成两个独立的部分来完成,监视摄像机执行前端的处理,而监控录像机或管理软件负责后端的处理,通过“智能视频分析”可以自动识别多种敏感的事件,从而为用户的安防系统提供了更高的安全级别和更加简单的管理。3.4标准化组织成由SONY,AXIS和BOSCH三家企业携手合作成立了全球安防监控产品的标准化组织Onvif,该组织致力于网络化安防监控产品接口全球统一标准。现在的监视摄像机基本上都需要具备多种接口,满足不同客户的需求(电源接口、网络端口、模拟输出、音频输出、麦克风输入端口、网卡插槽等)。3.5“带宽+空间”压缩格式目前监视摄像机常用的压缩格式为H.264/MPEG4/JPEG三种格式,这三种不同的格式都有各自的特点,适合不同的应用需求。H.264是目前最新的一种压缩格式,压缩效率非常高,延时短,有效地降低了对带宽和存储空间的要求,特别适合高清监控的应用。MPEG4是一种帧间压缩的压缩格式,压缩效率比较高,占有的带宽和存储空间比JPEG压缩方式要小很多,是目前常用的压缩格式之一。JPEG是一种帧内压缩的压缩格式,帧与帧之间不存在依赖关系,每一帧都是独立完整的清晰图像,非常可靠并具有广泛的兼容性,但是JPEG的压缩效率比较低,占有的带宽和存储空间较大。4考虑摄像头的发展趋势4.1监视摄像机的尺寸随着社会上对于各类场所的监控要求越来越高,如便利店、会议室等这类空间狭小区域也逐步需要安装视频监控系统,这就对于监视摄像机的尺寸提出了很高的要求,现在已经有很多厂家开始提供各种类型的小型化监视摄像机,但是往往机器的尺寸缩小了之后,产品的性能也同比下降了很多。4.2监视摄像机的安装因为涉及成本的要求以及狭小空间的限制,所以对于如会议室、便利店等场所使用的监视摄像机必须要满足的一点是:在一定范围内安装一台监视摄像机就能完成整个空间的实时监控,这样,对于监视摄像机本身镜头的广角就提出了很高的要求。现在如SO-NY、松下等厂家已经推出了超广角的监视摄像机,基本上如便利店大小的空间,在一个角落上安装一台机器,整个便利店所有的区域都可以进行捕捉。但是现在超广角镜头的问题是在超广角的边缘解像度的水平还是不高,同时图像畸变的问题还是需要进一步改善。4.3数字视频监控系统的安全管理现在已经进入网络时代,监视摄像机也同样需要跟上时代的脚步,比如用户可以在自己的手机上实时监控家中的情况,这样就需要云存储来对应。现在在其他多媒体领域的云存储技术已经逐渐走向成熟,但是监视摄像机因为涉及的内容多数属于机密等级,所以对于云存储的网络安全管理就非常重要。现在已经有多家厂家推出了云存储服务器的业务,如图3所示,使用专用ID登陆后用户才能实时读取云服务器上的数据,但是中国市场上这项技术的应用相比国外还是有很大的差距,是需要进一步改善的。4.4云存储等3种技术的能源现在的监控(如银行、道路监控等),基本上都是不间断进行视频监控的,这样就存在一系列的问题,如:长时间监控视频文件容量庞大,即使使用云存储等尖端存储技术,如此大的数据量也是非常难以管理的,长时间的监控也会对能源造成不必要的浪费。所以如何使视频监控设备能够进行智能化的捕捉客户必要的视频信号源是需要检讨与解决的,例如:家中的监控设备只有当有移动物体接近时才会自动启动并进行视频信号的捕捉等,这些是现在各大厂商正在努力研究的课题。一些厂商已经引进了人感传感器,通过