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摘要：本文通过分析当前监控系统的实用性，提出了网络技术在视频监控系统中的应用。
关键词：网络技术 视频监控 应用研究
一、引言
随着数字信号处理和嵌入式设计技术的进一步发展，各类数字编解码设备的成本会越来越低廉、功能会越来越丰富。早期的数字监控系统具有本地化特征，由视频编码器或DVR（硬盘录像机)构成的整个系统类似于一个个信息孤岛，用户需要在PC机上安装专用的客户端软件或通过IE浏览器分别登录这些孤岛，才能完成图像的观看与控制。一方面，操作不方便、應用很不灵活;另一方面，无法集中管理与控制这些孤岛。
网络监控技术以网络化的信号传输与控制为依托，以数字化的视频压缩、传输、存储和播放为核心，通过设立中心监控系统实现对系统内所有视频编解码器及DVR等设备的集中管理与控制，用户仅需通过IE浏览器或客户端登录中心监控平台，即可实现全网中各个监控点的控制和图像的调用与浏览。智能化的监控平台以网络化传输、数字化处理为基础，以各类功能与应用的整合与集成为核心，实现单纯的图像监控向报警联动、GIS、GPS、流媒体、图像识别以及移动侦测等应用领域的广泛拓展与延伸。
二、视频监控系统概述
所谓视频监控系统就是一种具有较强的防范能力的综合系统，它是安全防范系统的重要组成部分，是传统的视频，摄像技术的与现代的网络通信技术的综合应用的产物，由于视频监控系统的方便，直观，能全面的对场景信息进行再现，所以近年来在各种场合获得了广泛的应用。
2.1视频监控系统主要功能
视频监控系统的主要功能为保存一定时间段内的视频监控录像资料，并能够实现方便地查询、为事后调查提供依据。远程视频监控人员可远程任意调取监控图像，并可远程发出控制指令，实现对录像资料的智能化检索、回放、对摄像机镜头焦距进行调整、控制云台局部细节观察或巡视。服务器平台构架方便，可以在各个地方方便的安装服务器软件，只需为用户分配不同权限的登陆帐号，用户就可以查看所管辖区域的视频监控信息。 监控系统对采用嵌入式分布构架，提高服务区的安防水平和快速反应能力；采用三级结构，监控中心配置主要的服务器，管理整个系统和视频的转发，同时具有定时巡更功能，有效监控值班人员的巡更力度；音对讲功能，有效实现服务区与监控中心对讲，会议功能。界防范功能，联动报警、自动弹出视频和自动录像。对周界监控功能，对服务区去周界进行有效监控。
2.2 视频监控系统工作原理
监控技术是各行业重点部门或重要场所进行实时监控的物理基础，管理部门可通过它获得有效数据、声音或图像信息，及时的监视和记忆突发性异常事件的过程进行，用以提供及时、高效地指挥和高度、以实现及时布置警力、处理案件等。随着当前计算机应用的迅速发展和推广，各种设备数字化已成为安全防护的首要目标，全世界掀起了一股强大的数字化浪潮。 网络视频监控系统是视频监控的实质,它的发展主要是计算机、网络通讯、微电子、人工智能和视频处理等各项技术不断发展和相互融合的结果。具体来讲，与视频监控系统相关的主要技术有视频压缩、系统构架、视频回放、视频存储、冗余保护和网络传输技术等。
2.3 网络技术
随着现代社会的进步、科技的发展，人们对通信的要求也越来越高。现在，网络技术给人们带来的影响是有目共睹的。如今越来越多的人成为新的网络用户。这些人包括大学教授、仓库管理员、办公室经理、护士商店负责人等。网络的关键技术有网络结点、网络系统的宽带、应用层的可视化工具、资源管理和任务调度工具等。其中网络结点是网络计算资源的提供者，主要包括高端服务器、MPP系统大型存储设备、集群系统、数据库等。网络计算环境中，网络系统宽带是在提供高性能通信的必要手段。并且为了帮助研究人员摆脱理解数据的困难，我们需要把计算结果转换成直观的图形信息，这就需要开发能在网络计算中传输和读取视频，音频数据，并提供友好用户界面的可视化工具。资源管理和任务调度工具主要用来解决组织和管理视频信息、资源的描述等关键问题。为了提高系统的运行效率任务，调度工具根据当前系统的负载情况，对系统内的任务进行动态调度。
三、网络技术在视频监控系统的应用
近年来，随着网络带宽。计算机存储容量和处理器处理能力的迅速提高，加之出现了各种视频信息处理技术，原有的模拟视频监控系统呈现出不少的缺陷，这就越来越凸显了全程网络化，数字化的视频监控系统的优势。随着各种网络系统的完善，网络监控技术除了应用于安全防范，还成为企业、幼儿园、交通、消防、保安、金融、公安等行业的监督手段和管理资源，市场潜力很大。
3.1 网络视频监控系统
随着现代化行业系统的形成以及网络IP监控与网络技术的飞速发展，视频监控技术正逐渐从本地监控向远程监控发展，出现了以网络视频服务器和网络摄像头为主要部件的网络视频监控系统。网络视频监控系统集网络，图像处理，数字处理，计算机，视频和音频的编解码等多种技术与一身。所以网络视频监控系统可以实现将视频的模拟信号和语音转换为数字信号，并通过计算机网络实现信号的传输，从而实现视频和语音信号的数字化，多媒体化，管理的智能化和网络化。网络视频监控系统从图像的采集开始对图像进行数字化处理，这样就解决了视频流在网络上的传输问题，使得该系统有更加多样化的传输线路，趋向于智能化和平台化。使用网络的用户可以使用浏览器通过IP网络直接看到摄像头拍下的实时图像，系统的管理着还可以实现对摄像头的远程操作。
网络视频监控系统主要有监控控制系统，数字化处理系统，用户监控操作前端，网络传输等几部分组成，其结构如下：
图一 基于网络技术的视频监控系统结构图
3.2网络传输模块的应用与实现
在整个系统中存在多个双向通信，有客户端和服务器之间的通信、客户端和前端网络摄像机之间的通信、客户端和客户端之间的通信，当在一个大系统中存在多个服务器时，那么还存在服务器和服务器之间的通信。这些通信既有音、视频等数据量大的数据，也有控制命令、请求消息等小的数据，控制信息主要是中控服务器同视频服务器以及远程分控台之间的通信，用以完成中控服务器对视频服务器和远程分控台的功能、权限、安全管理以及响应远程分控台的数据请求。由于控制信息相对较少，而且对可靠性要求很高，因而在传输该类信息时应该采用面向连接的传输机制。
网络传输模块的难点和关键在于实现视频数据的实时传输。在某个监控现场采集到的实时视频数据可能需要及时发往监控站点。为了满足多个监控主机能够同时监控一个监控现场的要求，传输系统应该支持从一个监控现场到多个监控主机的组播。同时，一个监控主机也需要具备同时接受多个监控现场数据的能力。
从实时应用环境来看，对传输协议最重要的要求就是尽可能少地占用带宽和减少时延。即传输协议在传送流媒体数据时，除了具备完成传输而必不可少的功能以外，要尽量缩减额外的开销，以免一些无用信息与流媒体数据争用有限的带宽。同时，应当尽量简化协议中处理分组的过程，使分组在协议中停留的时间尽可能的短，从而提高协议的实时性。
在远程监控系统在实际的实现方案中，一般采用HTTP／TCP来传输控制信息，而用RTP／UDP来传输实时音视频数据。RTP／RTCP协议涵盖了极为广泛的内容，包括对数据加密、流的混合与分离等多种复杂情况的考虑，并为实际应用的扩展预留一定的资源。但是，在系统中照搬协议标准，会增加实现代码的复杂程度，并在协议运行过程中附加一些不必要的功能，减少了视频数据的可用带宽，分组处理时延也会增加。因此，我们采用了一个简化的RTP／RTCP协议。简化协议在RTP标准的基础上，对分组的帧格式、类型以及响应方式等进行了重新设计，使之更加符合系统要求。
3.2网络远程分控系统的应用与实现
远程分控台是基于Web的，客户端与系统进行交互的界面是Web浏览器。通过ActiveX技术可以将媒体控制与浏览器相集成，由浏览器在当前的Web页面上保留屏幕空间。
客户端获取媒体信息的方式大致有三种。第一种是通过Web浏览器把音频和视频信息从Web服务器传送给媒体控制系统。这种方法是将媒体数据存放在Web服务器上，Web浏览器先与Web服务器建立TCP连接，提交HTTP媒体请求信息，之后，Web服务器向Web浏览器发送相应消息及请求的媒体数据，Web浏览器检查消息内容，将媒体数据传送给媒体控制系统。
第二种方式是直接将媒体数据从web服务器传送给媒体控制系统。该方法需要在deb服务器和媒体控制系统之间建立直接的TCP连接。它与第一种方法的时延都比较大，必须把整个文件从服务器上完全下载之后才能进行处理。而且，使用HTTP传送文件很难实现用户与deb服务器的满意交互.
第三种方式是把媒体数据直接从前端服务器传送到媒体控制系统，web服务器仅用于常规页面服务。这种方式交互性好，时延也非常小，用户无需等待媒体数据在本地完全下载，可以实现流媒體的实时播放。我们在系统中采用了这种方式。
系统的工作过程是这样的:首先，用户通过浏览器访问http服务器，连接到监控系统主页，如果用户是首次访问该主页，浏览器会自动下载ActiveX控件。在进入控制系统之前，需要进行身份认证，如果认证通过，用户就可以通过这个ActiveX控件与中心控制服务器建立Socket链接，利用主页上的控制界面进行各种监管控制。
在远程控制台与中控服务器之间相互通信的过程中，两者形成了客户机和服务器的关系，服务进程运行于中控服务器中，完成用户权限的管理及与远程控制台之间的通信。
结语
总之，视频监控技术与网路技术的结合是现代技术发展的必然，网络化的视频监控系统是现在视频监控技术的主要组成部分，是在现有监控技术的基础上发展起来的。它在应用场合，信息的采集与传输等方便都与传统的监控系统不同，它采集的信息内容更丰富，表现更直观，使用更方便，为交通流量的检测和交通事故的处理提供了强有力的支持。随着安全意识的不断增强和网络建设规模的不断扩大，网络化的视频监控技术必将在安全监控中获得更广泛的应用。
参考文献
[1] 李尚福，视频监控的数字化与网络化，中国交通信息产业，2009
[2] 杨培红，浅谈高速公路视频监控系统联网关键技术，高新技术产业发展，2010
[3] 杨广厅 视频监控系统联网设计，信息系统与网络，2009
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：网络技术 视频监控 应用研究
一、引言
随着数字信号处理和嵌入式设计技术的进一步发展，各类数字编解码设备的成本会越来越低廉、功能会越来越丰富。早期的数字监控系统具有本地化特征，由视频编码器或DVR（硬盘录像机)构成的整个系统类似于一个个信息孤岛，用户需要在PC机上安装专用的客户端软件或通过IE浏览器分别登录这些孤岛，才能完成图像的观看与控制。一方面，操作不方便、應用很不灵活;另一方面，无法集中管理与控制这些孤岛。
网络监控技术以网络化的信号传输与控制为依托，以数字化的视频压缩、传输、存储和播放为核心，通过设立中心监控系统实现对系统内所有视频编解码器及DVR等设备的集中管理与控制，用户仅需通过IE浏览器或客户端登录中心监控平台，即可实现全网中各个监控点的控制和图像的调用与浏览。智能化的监控平台以网络化传输、数字化处理为基础，以各类功能与应用的整合与集成为核心，实现单纯的图像监控向报警联动、GIS、GPS、流媒体、图像识别以及移动侦测等应用领域的广泛拓展与延伸。
二、视频监控系统概述
所谓视频监控系统就是一种具有较强的防范能力的综合系统，它是安全防范系统的重要组成部分，是传统的视频，摄像技术的与现代的网络通信技术的综合应用的产物，由于视频监控系统的方便，直观，能全面的对场景信息进行再现，所以近年来在各种场合获得了广泛的应用。
2.1视频监控系统主要功能
视频监控系统的主要功能为保存一定时间段内的视频监控录像资料，并能够实现方便地查询、为事后调查提供依据。远程视频监控人员可远程任意调取监控图像，并可远程发出控制指令，实现对录像资料的智能化检索、回放、对摄像机镜头焦距进行调整、控制云台局部细节观察或巡视。服务器平台构架方便，可以在各个地方方便的安装服务器软件，只需为用户分配不同权限的登陆帐号，用户就可以查看所管辖区域的视频监控信息。 监控系统对采用嵌入式分布构架，提高服务区的安防水平和快速反应能力；采用三级结构，监控中心配置主要的服务器，管理整个系统和视频的转发，同时具有定时巡更功能，有效监控值班人员的巡更力度；音对讲功能，有效实现服务区与监控中心对讲，会议功能。界防范功能，联动报警、自动弹出视频和自动录像。对周界监控功能，对服务区去周界进行有效监控。
2.2 视频监控系统工作原理
监控技术是各行业重点部门或重要场所进行实时监控的物理基础，管理部门可通过它获得有效数据、声音或图像信息，及时的监视和记忆突发性异常事件的过程进行，用以提供及时、高效地指挥和高度、以实现及时布置警力、处理案件等。随着当前计算机应用的迅速发展和推广，各种设备数字化已成为安全防护的首要目标，全世界掀起了一股强大的数字化浪潮。 网络视频监控系统是视频监控的实质,它的发展主要是计算机、网络通讯、微电子、人工智能和视频处理等各项技术不断发展和相互融合的结果。具体来讲，与视频监控系统相关的主要技术有视频压缩、系统构架、视频回放、视频存储、冗余保护和网络传输技术等。
2.3 网络技术
随着现代社会的进步、科技的发展，人们对通信的要求也越来越高。现在，网络技术给人们带来的影响是有目共睹的。如今越来越多的人成为新的网络用户。这些人包括大学教授、仓库管理员、办公室经理、护士商店负责人等。网络的关键技术有网络结点、网络系统的宽带、应用层的可视化工具、资源管理和任务调度工具等。其中网络结点是网络计算资源的提供者，主要包括高端服务器、MPP系统大型存储设备、集群系统、数据库等。网络计算环境中，网络系统宽带是在提供高性能通信的必要手段。并且为了帮助研究人员摆脱理解数据的困难，我们需要把计算结果转换成直观的图形信息，这就需要开发能在网络计算中传输和读取视频，音频数据，并提供友好用户界面的可视化工具。资源管理和任务调度工具主要用来解决组织和管理视频信息、资源的描述等关键问题。为了提高系统的运行效率任务，调度工具根据当前系统的负载情况，对系统内的任务进行动态调度。
三、网络技术在视频监控系统的应用
近年来，随着网络带宽。计算机存储容量和处理器处理能力的迅速提高，加之出现了各种视频信息处理技术，原有的模拟视频监控系统呈现出不少的缺陷，这就越来越凸显了全程网络化，数字化的视频监控系统的优势。随着各种网络系统的完善，网络监控技术除了应用于安全防范，还成为企业、幼儿园、交通、消防、保安、金融、公安等行业的监督手段和管理资源，市场潜力很大。
3.1 网络视频监控系统
随着现代化行业系统的形成以及网络IP监控与网络技术的飞速发展，视频监控技术正逐渐从本地监控向远程监控发展，出现了以网络视频服务器和网络摄像头为主要部件的网络视频监控系统。网络视频监控系统集网络，图像处理，数字处理，计算机，视频和音频的编解码等多种技术与一身。所以网络视频监控系统可以实现将视频的模拟信号和语音转换为数字信号，并通过计算机网络实现信号的传输，从而实现视频和语音信号的数字化，多媒体化，管理的智能化和网络化。网络视频监控系统从图像的采集开始对图像进行数字化处理，这样就解决了视频流在网络上的传输问题，使得该系统有更加多样化的传输线路，趋向于智能化和平台化。使用网络的用户可以使用浏览器通过IP网络直接看到摄像头拍下的实时图像，系统的管理着还可以实现对摄像头的远程操作。
网络视频监控系统主要有监控控制系统，数字化处理系统，用户监控操作前端，网络传输等几部分组成，其结构如下：
图一 基于网络技术的视频监控系统结构图
3.2网络传输模块的应用与实现
在整个系统中存在多个双向通信，有客户端和服务器之间的通信、客户端和前端网络摄像机之间的通信、客户端和客户端之间的通信，当在一个大系统中存在多个服务器时，那么还存在服务器和服务器之间的通信。这些通信既有音、视频等数据量大的数据，也有控制命令、请求消息等小的数据，控制信息主要是中控服务器同视频服务器以及远程分控台之间的通信，用以完成中控服务器对视频服务器和远程分控台的功能、权限、安全管理以及响应远程分控台的数据请求。由于控制信息相对较少，而且对可靠性要求很高，因而在传输该类信息时应该采用面向连接的传输机制。
网络传输模块的难点和关键在于实现视频数据的实时传输。在某个监控现场采集到的实时视频数据可能需要及时发往监控站点。为了满足多个监控主机能够同时监控一个监控现场的要求，传输系统应该支持从一个监控现场到多个监控主机的组播。同时，一个监控主机也需要具备同时接受多个监控现场数据的能力。
从实时应用环境来看，对传输协议最重要的要求就是尽可能少地占用带宽和减少时延。即传输协议在传送流媒体数据时，除了具备完成传输而必不可少的功能以外，要尽量缩减额外的开销，以免一些无用信息与流媒体数据争用有限的带宽。同时，应当尽量简化协议中处理分组的过程，使分组在协议中停留的时间尽可能的短，从而提高协议的实时性。
在远程监控系统在实际的实现方案中，一般采用HTTP／TCP来传输控制信息，而用RTP／UDP来传输实时音视频数据。RTP／RTCP协议涵盖了极为广泛的内容，包括对数据加密、流的混合与分离等多种复杂情况的考虑，并为实际应用的扩展预留一定的资源。但是，在系统中照搬协议标准，会增加实现代码的复杂程度，并在协议运行过程中附加一些不必要的功能，减少了视频数据的可用带宽，分组处理时延也会增加。因此，我们采用了一个简化的RTP／RTCP协议。简化协议在RTP标准的基础上，对分组的帧格式、类型以及响应方式等进行了重新设计，使之更加符合系统要求。
3.2网络远程分控系统的应用与实现
远程分控台是基于Web的，客户端与系统进行交互的界面是Web浏览器。通过ActiveX技术可以将媒体控制与浏览器相集成，由浏览器在当前的Web页面上保留屏幕空间。
客户端获取媒体信息的方式大致有三种。第一种是通过Web浏览器把音频和视频信息从Web服务器传送给媒体控制系统。这种方法是将媒体数据存放在Web服务器上，Web浏览器先与Web服务器建立TCP连接，提交HTTP媒体请求信息，之后，Web服务器向Web浏览器发送相应消息及请求的媒体数据，Web浏览器检查消息内容，将媒体数据传送给媒体控制系统。
第二种方式是直接将媒体数据从web服务器传送给媒体控制系统。该方法需要在deb服务器和媒体控制系统之间建立直接的TCP连接。它与第一种方法的时延都比较大，必须把整个文件从服务器上完全下载之后才能进行处理。而且，使用HTTP传送文件很难实现用户与deb服务器的满意交互.
第三种方式是把媒体数据直接从前端服务器传送到媒体控制系统，web服务器仅用于常规页面服务。这种方式交互性好，时延也非常小，用户无需等待媒体数据在本地完全下载，可以实现流媒體的实时播放。我们在系统中采用了这种方式。
系统的工作过程是这样的:首先，用户通过浏览器访问http服务器，连接到监控系统主页，如果用户是首次访问该主页，浏览器会自动下载ActiveX控件。在进入控制系统之前，需要进行身份认证，如果认证通过，用户就可以通过这个ActiveX控件与中心控制服务器建立Socket链接，利用主页上的控制界面进行各种监管控制。
在远程控制台与中控服务器之间相互通信的过程中，两者形成了客户机和服务器的关系，服务进程运行于中控服务器中，完成用户权限的管理及与远程控制台之间的通信。
结语
总之，视频监控技术与网路技术的结合是现代技术发展的必然，网络化的视频监控系统是现在视频监控技术的主要组成部分，是在现有监控技术的基础上发展起来的。它在应用场合，信息的采集与传输等方便都与传统的监控系统不同，它采集的信息内容更丰富，表现更直观，使用更方便，为交通流量的检测和交通事故的处理提供了强有力的支持。随着安全意识的不断增强和网络建设规模的不断扩大，网络化的视频监控技术必将在安全监控中获得更广泛的应用。
参考文献
[1] 李尚福，视频监控的数字化与网络化，中国交通信息产业，2009
[2] 杨培红，浅谈高速公路视频监控系统联网关键技术，高新技术产业发展，2010
[3] 杨广厅 视频监控系统联网设计，信息系统与网络，2009
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。