网络型视频安防监控系统设计思考

2015-01-16国家新闻出版广电总局八七一台

电子世界 2015年24期

关键词：视频信号宽带传输

国家新闻出版广电总局八七一台张哲

网络型视频安防监控系统设计思考

国家新闻出版广电总局八七一台张哲

随着社会的不断进步和发展，人们对周边环境安全意识越来越敏感，许多领域都加强了视频安防监控的力度，视频安防监控系统逐渐向着智能化、网络化发展。本文则通过对网络型视频安防监控系统的组成结构进行详细的介绍，对该系统的设计过程进行思考和讨论。

网络型；视频安防；数字视频；报警识别；监控系统

0 引言

视频安防监控系统在我们生活的周围环境中得到广泛的使用，以此来保证周边环境的安全。伴随着网络信息服务的不断完善，网络型视频安防监控系统逐步取代经典的定点定位型式的安防监控系统，不仅实现了网络视频监控的高清，而且在数字视频智能分析、智能报警识别处理等方面也有很大的创新，实现了对区域环境的网络化、智能化监控，对于视频监控系统在安防领域中的作用具有深远的意义。

1 网络型视频安防监控系统组成

视频安防监控系统是建立在一定软硬件基础上，实现对视频信号的采集、传输和输出等工作，在此过程中还需要先进的存储技术为依托，进而实现对监控视频的管理。网络型视频安防监控系统是在常规视频监控系统的基础上，利用交换机，通过宽带网络进行监控视频录像的传输，远程对监控视频进行控制和管理。

1.1 视频信号的采集

网络型视频安防监控系统通常使用前端IP摄像机作为信号的采集设备，IP摄像机能实现视频信号、音频资料等的自动编码，并对编码后的数据信号添加上相应以太网网络协议，实现其在宽带网络中自动寻址传输。在选择IP摄像机时，不仅需要考虑摄像机的像素、信噪比、夜间红外技术、设备安装难易程度等基本条件，而且需要对IP摄像机的嵌入式操作系统、组播网络协议、音频视频流压缩协议、信息安全性管理等相关功能进行分析和考虑，进而保证视频安防监控系统信号采集的高效性。

1.2 视频信号的传输

网络型视频安防监控系统的信号传输是在宽带网络的基础上完成的。信号的传输不仅跟宽带的宽度有关，而且与视频监控摄像机等信号采集设备的像素有关，为实现视频信号的同步性传输，对于D1格式的视频信号只需要2M的宽带就能实现，而720P的视频信号需要建立在3~4M的宽带网络基础上才能实现保真，1080P的视频信号则需要至少8M的宽带进行传输。一般情况下，视频监控系统中有许多信号采集设备，其中有许多条信号需要进行传输作业，这就需要将多条信号接入到交换机系统中，该系统可以由多台交换机组成，该交换机系统需要保证至少达到100M的下行宽带和1000M的上行宽带要求，只有这样才能保证视频安防监控系统信号传输的保真度，实现传输信号的稳定性和同步性。

1.3 存储技术

视频安防监控系统需要对相应的监控视频进行定期的存储，以保证视频信息的回放、调查和控制，需要先进的存储技术来保证视频数据信号的存储和保真。常见的存储技术有：集成了存储功能与网络数字管理功能于一体的网络硬盘录像机（NVR），该设备既是视频信号管理平台，又能实现一定量视频数据的存储，但是其存储量有限，只能用于中小型网络型视频安防监控系统的数据存储；独立的数据存储管理硬盘（RAID），该设备只能用于视频数据的存储，其能实现大容量视频数据的存储，而且能够保证相关视频信号的保真度，稳定性很高，可用于大中型网络型视频安防监控系统的数据存储，但是毕竟这种设备是相对独立的，因此很容易出现视频信息的修改和丢失，可靠性不强；实现云存储功能的IP—SAN存储设备，该设备实现了对视频信号的IP存储，具有非常高的可靠性，其存储空间也是无穷的，因此在大中型网络型视频安防监控系统中应用最大。

1.4 软件支持

实现对视频信号的采集、传输、信息认证等工作需要建立在一个高效稳定的软件平台上。最为常见的软件平台有：网络人远程监控版；NVSCenter网络视频监控软件；锐眼视频监控卫士；MiniVCap软件等，它们运用一体化网络平台实现开放性的网络视频管理，使用多种网络接入方式完成对整个视频监控系统的控制，实现对监控视频的播放、回放、下载等基本功能。

1.5 视频输出

视频信号输出是视频安防监控系统的终端显示，现阶段一个视频输出系统通常包含视频解码设备、视频显示器、视频播放软件等平台。通常情况下，整个视频输出过程是建立在一个软件平台的控制管理上，通过视频解码器完成对传输视频信号的解码，最后将解码后的视频信号通过墙面视频播放器进行输出。对于视频播放效果的控制需要从以下几个方面进行优化，首先，及时对视频解码器进行升级管理，实现解码的高效性，提高解码速度，实现对视频流信号的帧数进行控制，保证解码前后视频信号的保真；其次，采用具有高分辨率的视频播放显示器，对于较大分辨率的显示屏，通常采用拼接屏技术实现显示屏的高效性；还有就是对相应的管理软件进行开发和升级，使其具备更多的人性化功能模块，实现视频信息的高效输出和管理。

2 网络型视频安防监控系统技术特性

网络型视频安防监控系统是建立在以太网网络通讯协议的基础上，通过信息采集装置产生数字视频流，通过以太网实现视频流信号的传输，进而达到远端用户对监控视频的播放和控制，实现长距离监控。除此以外，当前先进的网络型视频安防监控系统增添了诸如数字视频智能分析、人脸智能报警识别等更为先进的技术，以此提高整个系统的科技含量，保证安防监控的高效性。

2.1 数字视频智能分析

网络型视频安防监控系统业务的核心是对数据信号的智能分析，为实现整个系统数据的灵活性和伸缩性变得更大，实现数据的计算、存储和传输过程的智能化，采用可编程的FPGA芯片代替传统的DSP处理器，通过对硬件的加速实现对视频编码通道的相对压缩，通过建立视频综合型平台实现对数字视频的智能分析。这就需要网络型视频安防监控系统建立开放性视频智能大数据分析架构，该结构中包含有分布式分析单元（DAU），该单元是建立在ONVIF/PSIA数据封装器的基础上，通过运用第三方算法插件，以此来对数据流的流式计算，实现对视频内容的智能性分析；数据处理单元（DPU），该单元首先对输入数据流的整理配置，然后运用数据转换插件完成数据的智能分析；数据挖掘单元（DMU），该单元通过引入智能化数据处理技术，通过建立标准模型，对数据处理单元处理过的数据根据相互之间的关系进行分组存储，对以后数据的查找提供方便；应用环境（AE），该单元是建立在第三方软件应用开发的基础上，根据用户的要求对相关应用进行合理的处理，实现应用开发环境和应用数据的一体化。

2.2 报警识别技术

网络型视频安防监控系统还通过开放性的构架、智能化的插件集成和数据算法，在视频大数据的基础上达到对大数据的智能分析，实现对图形信息的对比识别分析。首先，实现对运动目标的识别和跟踪是视频安防监控系统的关键技术之一，当前一种基于视频运动分析检测技术的入侵探测器技术能够通过对视频流的数字化分析实现对监控区域物体的运动情况的检测，并进行实时录像、报警、数据记录等；其次，基于图像处理的报警系统技术是实现视频安防监控的主要技术支持，该技术就是对视频图像数据帧进行采样、分析，当有人员闯入防区或有异常情况发生时进行实时报警，该技术一方面要通过一些复杂算法来实现视频信息的采集，如：MATLIB算法、Visual C++算法等。另一方面，对图像进行一些预处理来改善图像的质量，常使用位图转化YcbCr图、图像灰度化、图像二值化、滤波等方法实现对图像质量的增强；最后，运用应用数字图像处理技术和运动检测算法对采集到的图像序列帧进行运动分割，通过对人体比例特征、人体运动步态特征、人体肤色等特征的深入研究，常使用的识别方法有基于人体轮宽高比的识别算法、基于步态识别的算法和基于人体肤色的算法等。通过以上技术实现对图像的处理和分析，使得网络型视频安防监控系统能够完成对监控信息的智能化分析和识别，实现智能报警识别，提高整个系统对监控区域的安全性管理。

3 结论

随着我国网络覆盖面积的不断延伸，网络电子信息技术逐渐渗透到社会发展的方方面面，网络型视频安防监控系统也在许多场合得到普遍的使用。相信在我国电子信息技术的不断发展势头下，整个安防监控系统将进行更为优化的设计，使其功能更加强大，越来越人性化，配置更为完善，以此来满足人们更高的要求，在更多领域受到越来越多的青睐。使得整个社会生活变得更加安全稳定。

[1]田立春．网络型视频安防监控系统设计思考．[J]通讯世界, 2014(8)．

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