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![視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)綜述_第3頁(yè)](http://file4.renrendoc.com/view/7a396d65f2308947bf283d0fbee6a4e7/7a396d65f2308947bf283d0fbee6a4e73.gif)
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視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)綜述
1視頻監(jiān)控系統(tǒng)的平臺(tái)隨著通信、計(jì)算機(jī)、多媒體等信息技術(shù)的快速發(fā)展,視頻監(jiān)控系統(tǒng)在功能上得到了顯著改善。從傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控時(shí)代開(kāi)始,遠(yuǎn)程視頻視頻視頻視頻視頻視頻視頻視頻的視頻錄制時(shí)代和智能視頻視頻分析技術(shù)的視頻敘事時(shí)代已經(jīng)開(kāi)始。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用也不斷擴(kuò)大?,F(xiàn)在大多數(shù)社會(huì)領(lǐng)域都使用頻率監(jiān)控系統(tǒng)。2顯示控制部分視頻監(jiān)控系統(tǒng)通用模型是由圖像采集、傳輸控制、顯示存儲(chǔ)三大部分組成。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的不同階段,視頻監(jiān)控系統(tǒng)所采用的設(shè)備也是不同的。3視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的一些重要步驟3.1早期的視頻監(jiān)控技術(shù)主要應(yīng)用于一些重要的場(chǎng)合,比如經(jīng)融機(jī)構(gòu)的銀行和證券交易場(chǎng)所高檔的別墅區(qū)和存放貴重物品的大型倉(cāng)庫(kù)等,這些早期的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在當(dāng)時(shí)的保安設(shè)施中發(fā)揮了可視化的作用,但是,這種早期的視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)雖然滿足人們“眼見(jiàn)為實(shí)”的要求3.2網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)隨著人們對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)需求的不斷提升,視頻監(jiān)控技術(shù)開(kāi)始沖早期的模擬視頻監(jiān)控技術(shù)邁向網(wǎng)絡(luò)數(shù)字技術(shù)發(fā)展,這主要是依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及,以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)視頻信息處理能力的不斷提高,才使網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻技術(shù)得到了實(shí)質(zhì)性的發(fā)展,并大量的應(yīng)用于工程當(dāng)中。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻技術(shù),首先是將模擬的視頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化的處理,開(kāi)始使用視頻采集卡,對(duì)模擬視頻信號(hào)進(jìn)行視頻信號(hào)采集,然后借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)處理,并將視頻信號(hào)像是出來(lái)。這種方式有效的提高了視頻圖像的高分辨率和高清晰度,很大程度上提高了圖像的質(zhì)量,同時(shí)實(shí)現(xiàn)圖像的多畫(huà)面顯示。后期通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了視頻信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)傳輸,是的視頻信號(hào)再不收地理位置的限制。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控技術(shù)與早期的模擬視頻監(jiān)控技術(shù)相比,主要具有以下優(yōu)勢(shì):第一,提高了圖像的質(zhì)量和監(jiān)控效率。由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控技術(shù)對(duì)視頻圖像進(jìn)行了數(shù)字化的信號(hào)處理,所以對(duì)對(duì)其進(jìn)行信號(hào)壓縮、分析、存儲(chǔ)和顯示,還可以對(duì)不清晰的視頻監(jiān)控圖像進(jìn)行去噪、銳化等相關(guān)的數(shù)字信號(hào)處理,還可以通過(guò)度視頻監(jiān)控圖像進(jìn)行大小的調(diào)整后,利用數(shù)字顯示器的高分辨率,更加清晰的觀看到視頻監(jiān)控的高質(zhì)量圖像。此外,還可以同時(shí)在一臺(tái)顯示器上觀看多路視頻圖像。同時(shí)可以通過(guò)視頻信號(hào)設(shè)置相關(guān)的規(guī)則,讓信號(hào)處理芯片對(duì)這些規(guī)則進(jìn)行分析,就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)規(guī)則當(dāng)中的異常情況,并進(jìn)行相關(guān)的提示,從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。第二,打破了監(jiān)控距離的限制。數(shù)字號(hào)抗干擾能力較強(qiáng),受周圍電磁影響和傳輸線路信號(hào)衰減的影響小,利用相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的加密傳輸,因而人們可以遠(yuǎn)在幾公里甚至幾千公里之外,甚至跨越地球之外進(jìn)行實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。第三,便于視頻查找。在早期的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,視頻圖像智能通過(guò)錄像帶進(jìn)行存儲(chǔ),當(dāng)回看監(jiān)控錄像時(shí)需要花大量的時(shí)間,對(duì)錄像帶反復(fù)的查找才能找到關(guān)鍵時(shí)刻的現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控記錄,而在網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控中,利用計(jì)算機(jī)建立的索引,只需要的在幾分鐘甚至幾秒鐘內(nèi)就能輕松找到相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控記錄。根據(jù)需要,還可打印它、在網(wǎng)上作E-mail發(fā)送,也可將其繼續(xù)保存在硬盤(pán),者從硬盤(pán)中將其刪除。正是由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控以網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化為基礎(chǔ),以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存儲(chǔ)和播放為核心,是視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的一大進(jìn)步。它具有早期模擬監(jiān)控?zé)o法比擬的優(yōu)點(diǎn),所以網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控已經(jīng)取代了模擬監(jiān)控。3.3智能視頻監(jiān)控技術(shù)隨著視頻監(jiān)控技術(shù)不斷的將計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)和人工智能理論的逐步引入及其應(yīng)用的推廣,視頻監(jiān)控系統(tǒng)被逐漸被引向利用視頻圖像的信號(hào)傳導(dǎo)向智能化發(fā)展的技術(shù)方向,使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅是用一個(gè)個(gè)的攝像機(jī)代替人眼,而是能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)處理能夠代替人腦分析,進(jìn)而代替人、協(xié)助人,分析監(jiān)控場(chǎng)景中出現(xiàn)的相關(guān)規(guī)則,并完成相應(yīng)的規(guī)則控制任務(wù),使視頻監(jiān)控系統(tǒng)呈現(xiàn)出人的智能思維智慧,形成智能化的視頻監(jiān)控系統(tǒng),這就是智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)。4視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高清的原因高清即高分辨率,在監(jiān)控領(lǐng)域一直將720P、1080I、1080P三種標(biāo)準(zhǔn)定義為真正的高清視頻。但是在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高清并不是一件簡(jiǎn)單的事,因?yàn)樗婕暗揭曨l監(jiān)控系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)。只有當(dāng)前端圖像采集、信號(hào)傳輸、海量存儲(chǔ)、高清顯示和綜合管理平臺(tái)等環(huán)節(jié)都達(dá)到高清標(biāo)準(zhǔn)以上時(shí),才能在真正意義上達(dá)到高清。其中前端圖像采集和信號(hào)編碼、傳輸技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)。4.1高清的鏡頭高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的高清圖像采集技術(shù),普遍運(yùn)用了分辨率為1600×1200的CMOS作為感光元器件,鏡頭要求有足夠的進(jìn)光量和角度,同時(shí)還要方便調(diào)焦和光圈,因?yàn)楦咔宓囊曨l依賴于一個(gè)調(diào)焦的操作,否者很難達(dá)到高清的效果。4.2混合編碼的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)視頻編解碼技術(shù)發(fā)展了許多年,是一個(gè)成熟的技術(shù),目前國(guó)內(nèi)外有多種標(biāo)準(zhǔn),但是能夠真正應(yīng)用到視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的主要有MPEG-4、H.264、AVS,前兩種視頻編碼技術(shù)在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)出于國(guó)際先進(jìn)水平,應(yīng)用于許多細(xì)品監(jiān)控系統(tǒng)工程項(xiàng)目中。第三種AVS視頻編碼技術(shù)是由我國(guó)獨(dú)立自主研發(fā)的的視頻編碼技術(shù),我國(guó)擁有自主權(quán),在技術(shù)上也達(dá)到了國(guó)際水平。AVS和MPEG全部都應(yīng)用了混合編碼的框架,這其中包括變換量化、熵編碼、幀內(nèi)預(yù)測(cè)、幀間預(yù)測(cè)等技術(shù)模塊。但是不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)當(dāng)中具體的技術(shù)模塊都進(jìn)行了一定的改進(jìn)。由于考慮到視頻的傳出和存儲(chǔ)的問(wèn)題,目前,主要使用的視頻編解碼技術(shù)是H.265。H.265標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)于H.264標(biāo)準(zhǔn)最大的特點(diǎn)就是擁有更高的壓縮率。這從H.265標(biāo)準(zhǔn)的命名方式就可以輕松看出,H.265又名HEVC(HighEfficiencyVideoCoding,高效率視頻編碼),最大程度的降低影片所需的傳輸流量,以降低儲(chǔ)存空間與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)某杀?就是H.265標(biāo)準(zhǔn)最主要的用途。H.265標(biāo)準(zhǔn)正是通過(guò)不斷的優(yōu)化,才使得H.265標(biāo)準(zhǔn)的視頻編碼壓縮技術(shù),只需要原來(lái)H.264標(biāo)準(zhǔn)一般的流量和一遍存儲(chǔ)空間,就能下載和觀看相同的的畫(huà)面及質(zhì)量的電影文件,通過(guò)對(duì)視頻信號(hào)的完美壓縮方案,使得原本緊張的網(wǎng)絡(luò)帶寬變得相對(duì)寬松。比如H.264標(biāo)準(zhǔn)下載1080P視頻需要10M的帶寬,而H.265僅僅需要2M的帶寬就可以了,所需的存儲(chǔ)空間也不言而喻了。因此,目前H.265標(biāo)準(zhǔn)將被越來(lái)越多的視頻設(shè)備供應(yīng)商所采用。4.3視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸TCP/IP協(xié)議設(shè)計(jì)的目的是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中提供非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),由于TCP/IP協(xié)議采用是是重傳機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)擁塞控制機(jī)制,這必將會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)的傳輸延時(shí)并且還將會(huì)耗用大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬。因此TCP/IP協(xié)議并不適合時(shí)時(shí)傳輸大量的視頻數(shù)據(jù)。然而UDP協(xié)議所采用的傳輸協(xié)議是無(wú)連接的,不需要在丟失數(shù)據(jù)報(bào)或傳輸出錯(cuò)的情況下再次請(qǐng)求服務(wù)器重發(fā),所以UDP協(xié)議傳輸有緊湊快速的優(yōu)勢(shì),能夠滿足視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的時(shí)時(shí)傳輸要求,對(duì)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率和丟失率又能在一定的范圍有一定的容錯(cuò)率,因此UDP協(xié)議是視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)牟欢x。由于UDP協(xié)議存在有不可靠性傳輸?shù)娜秉c(diǎn),在事跡的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸中必須解決怎么處理連接和怎么保證可靠性的問(wèn)題。所以在大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,一般都采用了UDP協(xié)議配合RTP協(xié)議和RTCP協(xié)議[3]的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。RTP依靠RTCP提供可靠的傳送機(jī)制、流量或擁塞控制及QOS保證二者同時(shí)存在并協(xié)同工作的控制協(xié)議
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