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摘要：信息技术的迅速发展为监控技术引来了新改革，视频监控技术逐步向网络防控平台发展，与传统的平台相比较具有智能化、数字化和网络化的优点。在视频安防监控系统中数字视频系统是核心部分，本文主要介绍了高清数字视频安防监控的定义与主要部分，希望能为广大设计人员提供一定参考。
关键词：高清数字视频；安防监控系统；定义；主要部分；设计
现阶段安防监控系统在人们日常生活、工作中扮演者重要角色，首先安防监控系统能为人们创造一个具有较高安全系数的环境，同时能有有效降低人员管理费用。数字视频监控系统是安防监控系统的核心组成，其具有标准化、网络化、智能化、集成化和先进性等优点，近几年随着多媒体技术和计算机技术的发展，数字视频监控系统产品也愈发成熟，系统稳定性逐渐提升，给人们日常生活带来了诸多便利。
数年前给予IP网络的摄像机数字视频安防监控系统，由于受到技术限制，其辨识度只能达到704x576，图像质量不高，但价格昂贵，所以未能成为安防行业的主流。近几年用户对图像清晰度、智能分析和处理速度提出了高要求，促使视频监控技术向智能化、系统化、高清化进行发展。
一、高清数字视频安防监控系统定义
一般来说，数字视频安防监控系统是由信号捕捉、信息传输、信号显示、存储均为数字化的监控系统，而《城市监控报警联网系统通用技术要求》将安防监控系统分为模拟接入方式的监控系统和数字接入方式的监控系统【1】。其中模拟计入式的监控系统，前端设备通过视频传输设备将音频信号、视频信号接入到监控中心的视频编码设备，该设备将接收的音频信号和视频信号模拟数字化，并组成IP，由IP网络进行传输。监控中心对数字视频传输、管理、存储，视频解码设备将数字视频解码后进行显示。数字接入方式的监控系统，将视频编码设备置于接近前端设备位置，并将所有模拟视频信号数字化，将编码亚索转换成可在网络上进行传输的数据通，借助IP网络传送到监控中心。监控中心对数字视频实施传输、管理与存储，视频解码设备将其解码后就可显示。
结合上述定義，高清数字视频安防监控系统也就是图像清洗度能达到“高清”标准的数字化监控系统，“高清”的定义标准为HDTV【2】，显示分辨率在1280x720以上，帧数在24fps以上。高清数字视频安防监控系统主要有安防管理软件、视频显示设备、服务器、TCP/IP网络和百万像素的摄像机组成。如图1所示：
二、前端信号的采集、传输与存储
想要视频图像的清晰度在1280x720以上，前端应用的数字摄像机的分辨率也必须在1280x720以上。由于水平清晰度在800线上的模拟摄像机价格昂贵，且输出并不是常用的同轴电缆视频线，同传统的视频安防设备不兼容，导致高清模拟摄像机在市场上不多见。现阶段，高清视频监控系统应用的是百万像素以上的数字摄像机，摄像机的选择可以根据视频压缩编码方式、图像传感器形式以及图像分辨率等指标进行考虑。高清数字摄像机的图像应确保分辨率在1280x720以上【3】。
视频安防监控系统中的图像传感器主要有CMOS与CCD两种，其中以CCD为主的图像传感器在模拟摄像机较为常见，而以CMOS为主的图像传感器在高清摄像机中居多。两种图像传感器的优劣不能一概而论。其中CMOS在高像素方面占一定的优势，但同像素下应用CCD图像传感器显示效果更佳。
H.264、MPEG-4、M-JPEG是目前主要的几种视频压缩方式，除特殊需求外，为了降低网络带宽需要对视频实施压缩编码，不同的压缩算法直接决定了编码效率与图像质量。一般情况下H.264的压缩效率高于MPEG-4，而MPEG-4的压缩效率又高于M-JPEG【4】。
TCP/IP是高清数字视频安防监控系统的传输渠道，由于其对带宽的需求量高，所以在系统设计中应首先解决网络带宽问题。若摄像机数量多，带宽需求量大，应设置独立的安防系统网络。此外还可选择高压缩率的视频摄像机，调节码率和帧率。帧率主要影响视频的流畅度，通过调低视频帧率能有效降低带宽。码率主要代表视频的压缩比，码率越高表示图像质量更好【5】，同时对带宽的需求量更大。
高清数字视频安防系统图像存储可进行集中存储，也可进行分布存储。一般在摄像机较集中的场所选择集中存储，摄像机分布分散的地区选择分布式存储。
三、监控管理平台
电视墙服务器、媒体交换控制服务器、管理服务器是服务器的重要组成。其中电视墙服务器主要提供信息叠加、轮巡、报警呈现和音频、视频解码等服务。媒体交换控制服务器主要进行媒体交换控制和设备接入，能提供存储检索、存储、点播下载、流媒体转发、设备巡检以及设备控制等服务。管理服务器是系统管理的核心部分，能够实现存储策略、电子地图、报警联动策略、系统日志、软件升级、任务调度、权限以及用户认证等服务，主要包含电子地图服务、报警服务、日志服务、升级服务、信息服务、调度服务以及认证服务等【6】。客户端主要用于进行客户端访问和进入管理界面，能够提供电视墙控制、系统管理、电子地图、检索回放、实施监测等功能。
四、数字视频监控系统发展趋势
随着通信技术、网络技术、信息技术迅速发展，给网络数字视频监控系统的实现创造了有利条件。另一方面，不同的使用者对监控系统有不同需求，随着社会发展，使用者的需求性也在不断增加。在21世纪，数字是信息技术发展的重要标志，同时也是电子技术发展的结果。对数字化技术的应用逐渐增加，视频监控系统也逐渐向数字状态进行转变。网络数字视频监控系统由集中式系统开始想集散式转变，该模式具有多用户、多任务和实时性的优点，能有效保证各任务调度的顺利进行。信息化技术是视觉分析系统智能化发展的重要支持，视觉监控由于其智能化的特点在社会中得到广泛应用，帮助人们解决生活中的各项问题。监控系统人机交互界面，提升用户在使用的过程中舒适感，人机交互界面应包含摄像头设置、视频设置、工具栏、控制栏、录像浏览、照片浏览等。完善高清数字视频安防监控系统以上部分，提升运行效果，创造更高的应用价值。
结语：
数字视频监控系统对图像进行数字化处理，通过监控管理平台实施图像压缩、图像分析、图像存储和图像显示，不仅能实现传统视频监控系统中的功能，还能实现烟雾检测、车速测量、图像抓拍、遗留物判别、人流统计等智能功能。综上所述，高清数字视频安防监控系统不仅提高了图像显示清晰度，同时还增加了各种智能服务，给人们生产、生活带来了诸多便利，有效的提高了视频监控系统的市场应用价值。
参考文献：
[1]彭召意，周玉，文志强等.基于云计算的视频取证监控系统[J].计算机应用研究，2011，28（8）：2974-2977.
[2]韩军，熊璋，龚声蓉等.基于运动对象自动检测和查询的监控系统[J].北京航空航天大学学报，2001，27（4）：400-403.
[3]李晔.视频安防监控系统在生产企业中的部署及作用[J].城市建设理论研究（电子版），2016，（5）.
[4]桂雅骏，吴小培，张超等.融合音频和视频的室内智能监控系统[J].计算机工程与应用，2017，53（1）：220-226，231.
[5]王斌.数字监控系统视频编解码器性能测试方法[J].中国测试，2012，38（3）：101-104.
[6]樊腾飞.一种SCADA系统和视频与环境监控系统在电力系统中联动的应用方法[J].电子设计工程，2016，24（24）：113-115，118.
关键词：高清数字视频；安防监控系统；定义；主要部分；设计
现阶段安防监控系统在人们日常生活、工作中扮演者重要角色，首先安防监控系统能为人们创造一个具有较高安全系数的环境，同时能有有效降低人员管理费用。数字视频监控系统是安防监控系统的核心组成，其具有标准化、网络化、智能化、集成化和先进性等优点，近几年随着多媒体技术和计算机技术的发展，数字视频监控系统产品也愈发成熟，系统稳定性逐渐提升，给人们日常生活带来了诸多便利。
数年前给予IP网络的摄像机数字视频安防监控系统，由于受到技术限制，其辨识度只能达到704x576，图像质量不高，但价格昂贵，所以未能成为安防行业的主流。近几年用户对图像清晰度、智能分析和处理速度提出了高要求，促使视频监控技术向智能化、系统化、高清化进行发展。
一、高清数字视频安防监控系统定义
一般来说，数字视频安防监控系统是由信号捕捉、信息传输、信号显示、存储均为数字化的监控系统，而《城市监控报警联网系统通用技术要求》将安防监控系统分为模拟接入方式的监控系统和数字接入方式的监控系统【1】。其中模拟计入式的监控系统，前端设备通过视频传输设备将音频信号、视频信号接入到监控中心的视频编码设备，该设备将接收的音频信号和视频信号模拟数字化，并组成IP，由IP网络进行传输。监控中心对数字视频传输、管理、存储，视频解码设备将数字视频解码后进行显示。数字接入方式的监控系统，将视频编码设备置于接近前端设备位置，并将所有模拟视频信号数字化，将编码亚索转换成可在网络上进行传输的数据通，借助IP网络传送到监控中心。监控中心对数字视频实施传输、管理与存储，视频解码设备将其解码后就可显示。
结合上述定義，高清数字视频安防监控系统也就是图像清洗度能达到“高清”标准的数字化监控系统，“高清”的定义标准为HDTV【2】，显示分辨率在1280x720以上，帧数在24fps以上。高清数字视频安防监控系统主要有安防管理软件、视频显示设备、服务器、TCP/IP网络和百万像素的摄像机组成。如图1所示：
二、前端信号的采集、传输与存储
想要视频图像的清晰度在1280x720以上，前端应用的数字摄像机的分辨率也必须在1280x720以上。由于水平清晰度在800线上的模拟摄像机价格昂贵，且输出并不是常用的同轴电缆视频线，同传统的视频安防设备不兼容，导致高清模拟摄像机在市场上不多见。现阶段，高清视频监控系统应用的是百万像素以上的数字摄像机，摄像机的选择可以根据视频压缩编码方式、图像传感器形式以及图像分辨率等指标进行考虑。高清数字摄像机的图像应确保分辨率在1280x720以上【3】。
视频安防监控系统中的图像传感器主要有CMOS与CCD两种，其中以CCD为主的图像传感器在模拟摄像机较为常见，而以CMOS为主的图像传感器在高清摄像机中居多。两种图像传感器的优劣不能一概而论。其中CMOS在高像素方面占一定的优势，但同像素下应用CCD图像传感器显示效果更佳。
H.264、MPEG-4、M-JPEG是目前主要的几种视频压缩方式，除特殊需求外，为了降低网络带宽需要对视频实施压缩编码，不同的压缩算法直接决定了编码效率与图像质量。一般情况下H.264的压缩效率高于MPEG-4，而MPEG-4的压缩效率又高于M-JPEG【4】。
TCP/IP是高清数字视频安防监控系统的传输渠道，由于其对带宽的需求量高，所以在系统设计中应首先解决网络带宽问题。若摄像机数量多，带宽需求量大，应设置独立的安防系统网络。此外还可选择高压缩率的视频摄像机，调节码率和帧率。帧率主要影响视频的流畅度，通过调低视频帧率能有效降低带宽。码率主要代表视频的压缩比，码率越高表示图像质量更好【5】，同时对带宽的需求量更大。
高清数字视频安防系统图像存储可进行集中存储，也可进行分布存储。一般在摄像机较集中的场所选择集中存储，摄像机分布分散的地区选择分布式存储。
三、监控管理平台
电视墙服务器、媒体交换控制服务器、管理服务器是服务器的重要组成。其中电视墙服务器主要提供信息叠加、轮巡、报警呈现和音频、视频解码等服务。媒体交换控制服务器主要进行媒体交换控制和设备接入，能提供存储检索、存储、点播下载、流媒体转发、设备巡检以及设备控制等服务。管理服务器是系统管理的核心部分，能够实现存储策略、电子地图、报警联动策略、系统日志、软件升级、任务调度、权限以及用户认证等服务，主要包含电子地图服务、报警服务、日志服务、升级服务、信息服务、调度服务以及认证服务等【6】。客户端主要用于进行客户端访问和进入管理界面，能够提供电视墙控制、系统管理、电子地图、检索回放、实施监测等功能。
四、数字视频监控系统发展趋势
随着通信技术、网络技术、信息技术迅速发展，给网络数字视频监控系统的实现创造了有利条件。另一方面，不同的使用者对监控系统有不同需求，随着社会发展，使用者的需求性也在不断增加。在21世纪，数字是信息技术发展的重要标志，同时也是电子技术发展的结果。对数字化技术的应用逐渐增加，视频监控系统也逐渐向数字状态进行转变。网络数字视频监控系统由集中式系统开始想集散式转变，该模式具有多用户、多任务和实时性的优点，能有效保证各任务调度的顺利进行。信息化技术是视觉分析系统智能化发展的重要支持，视觉监控由于其智能化的特点在社会中得到广泛应用，帮助人们解决生活中的各项问题。监控系统人机交互界面，提升用户在使用的过程中舒适感，人机交互界面应包含摄像头设置、视频设置、工具栏、控制栏、录像浏览、照片浏览等。完善高清数字视频安防监控系统以上部分，提升运行效果，创造更高的应用价值。
结语：
数字视频监控系统对图像进行数字化处理，通过监控管理平台实施图像压缩、图像分析、图像存储和图像显示，不仅能实现传统视频监控系统中的功能，还能实现烟雾检测、车速测量、图像抓拍、遗留物判别、人流统计等智能功能。综上所述，高清数字视频安防监控系统不仅提高了图像显示清晰度，同时还增加了各种智能服务，给人们生产、生活带来了诸多便利，有效的提高了视频监控系统的市场应用价值。
参考文献：
[1]彭召意，周玉，文志强等.基于云计算的视频取证监控系统[J].计算机应用研究，2011，28（8）：2974-2977.
[2]韩军，熊璋，龚声蓉等.基于运动对象自动检测和查询的监控系统[J].北京航空航天大学学报，2001，27（4）：400-403.
[3]李晔.视频安防监控系统在生产企业中的部署及作用[J].城市建设理论研究（电子版），2016，（5）.
[4]桂雅骏，吴小培，张超等.融合音频和视频的室内智能监控系统[J].计算机工程与应用，2017，53（1）：220-226，231.
[5]王斌.数字监控系统视频编解码器性能测试方法[J].中国测试，2012，38（3）：101-104.
[6]樊腾飞.一种SCADA系统和视频与环境监控系统在电力系统中联动的应用方法[J].电子设计工程，2016，24（24）：113-115，118.