论文部分内容阅读
【摘要】本文主要从硬件系统软件系统的角度分析了智能网络视频监控系统的构成，硬件系统主要从五个部分来分析，软件系统的构成则是从VMS、嵌入式软件、以及算法软件三个方面来分析，为理解智能网络视频监控系统的构成提供了一个新的视角。
【关键词】智能；视频监控；硬件；软件
一.引言
监控系统的发展经历了三个阶段，从第一阶段的模拟视频监控系统，第二阶段的模拟数字混合监控系统，发展到第三阶段的智能网络视频监控系统。智能网络视频具备网络化和智能化的两个重要特征，智能网络视频监控就是通过有线或者无线IP网络把视频信息以数字化的形式来进行传输，只要是网络可以到达的地方就一定可以实现视频监控和记录，并且这种监控还可以与很多其它类型的系统进行完美的结合。然而真正的智能网络视频监控系统在国内还是没有普及，仅仅是在一些重要的场合做出了一些应用，比如北京奥运安保、上海世博、机场等场所，随着市场的发展，智能网络视频监控系统在国内大规模的应用应该说不会用多长时间。
二.智能网络视频监控系统的构成
典型智能网络视频监控系统的示意图如下图所示：
（1）硬件构成
智能网络监控系统的硬件结构大体上分为五个部分：前端部分、传输部分、存储部分、显示部分、控制部分。
①前端部分。对于前端部分第一代模拟视频监控和第二代的数字视频监控系统都是采用传统的模拟摄像机，获取的信号采用同轴电缆来进行传输，第三代智能网络视频监控系统采用网络摄像机（IPC）。网络视频摄像机的作用主要有两点：图像的采集和编码。采集的数据直接可以完成H.264、M-MPEG等编码。 IPC输出的码流是基于实时流和存储流分开，视频流到达交换机之后传输至解码器，通过解码器解码之后传输至显示设备等；存储流则直接将数据传输至网络存储系统比如NVR、磁盘阵列等。
②传输部分。传输部分采用的传输介质主要分为有线和无线，有线的传输介质主要是双绞线、光纤等，无线的传输介质有无线电、微波、射频传输等。目前以太网是主要的局域网通信协议，网络和光纤是现在高清视频监控主要传输方式。基于上百上千路的大型网络视频监控系统可采用EPON光纤网络的方式接入互联网。
③存储部分。存储部分一般采用分布式存储与集中存储相结合的存储构架，分布式存储体现在各管理区域中心安装网络存储设备，保存本区域的视频图像，主要采用三种存储基础构架：直接附加存储（Direct-Attached Storage ，DAS）、网络附加存储（Network-Attached Storage，NAS）、存储区域网络（Storage Area Network，SAN）.DAS的特点是将存储设备与服务器直接相连接；NAS架构的特点是将存储设备直接连入现有TCP/IP的网络中；SAN架构将各种存储设备集中起来形成一个存储网络，以便于数据的集中管理。集中存储体现在总监控中心安装网络设备，保存总监控中心视频图像和全网关键录像的冗余数据，主要选用IP SAN等存储设备。随着网络技术的发展，集群存储系统、“云”存储系统越来越成为存储系统的发展方向。
④显示部分。显示部分一般通过解码器将实时的数据流解码、采用显示墙等形式将视频显示出来，同时通过操作台实现对于显示墙相关参数设置。在视频监控系统中的显示设备中主要采用大屏幕拼接技术，其构成主要有拼接显示单元、多屏拼接控制器、大屏幕系统软件、大屏幕拼接系统接口设备。主要的拼接系统有：投影拼接系统、DLP背投拼接系统、PDP拼接系统、LCD拼接系统。
⑤控制部分。以往的视频监控系统控制部分“重硬件轻软件”，随着网络视频监控系统的发展，现在越来越重视软件系统的应用了。对于控制部分的体现尤为明显。通过统一的视频网络视频管理平台可以实现以下功能：简洁、开放的全IP体系结构；提供端到端的清晰流畅活动图像；可靠的系统存储；集中式管理；安装/组网方便。
（2）软件系统构成
从软件系统的角度来看智能网络视频监控系统主要由以下几类软件来构成：
第一类在系统管理平台上主要安装了视频监控管理软件（Video Surveillance Manage Software，VMS），通过视频监控管理平台实现了以下功能： 实时视频预览功能；录像检索功能；设备管理功能；资料管理；地理信息服务；视频检测；智慧声控；应用分析；权限管理；OA辅助管理等功能。
第二类软件是嵌入式操作系统软件，例如在NVR中嵌入式了linux操作系统，从而实现了监控系统的相关参数的设置。由于嵌入式操作系统的可裁减性好、实时响应快，在视频监控系统中应用效果很好。
第三类软件是在视频分析单元中尤其是在类似于DSP这样的芯片中集成的与视频分析相关的算法软件，通过这些优异的算法软件从而实现了内容分析、对象识别、分析对比等智能活动。可以说在一定程度上，算法软件的发展和提高反映了智能化的发展水平。
三.结语
网络视频监控系统的优势非常的明显，随着国内市场的发展，智能网络视频监控肯定要取代第二代半数字监控技术，智能网络监控技术不光在智能城市、机场、地铁等重要场合会有用武之地，还会在智能小区、智能家居等民用领域得到广泛的应用。因为其涉及通信技术、计算机网络、计算机视觉、人工智能等方面，交叉性很强，对于初次接触此领域的技术人员来讲，还是有点摸不清数头脑。而本文则是从硬件和软件两个视角诠释了智能网络视频监控系统的构成，对于理清智能网络视频监控系统的整体构架提供了一个值得参考的视角。
参考文献
[1]汪光华. 智能安防—视频监控全面解析与实例分析[M]. 北京：机械工业出版社. 2012，1：78-79.
[2]雷玉堂.安防视频监控实用技术[M]. 北京：电子工业出版社.2012，1：190-191.
[3]西刹子.智能网络视频监控[M].北京：清华大学出版社.2010，2：330-331.
【关键词】智能；视频监控；硬件；软件
一.引言
监控系统的发展经历了三个阶段，从第一阶段的模拟视频监控系统，第二阶段的模拟数字混合监控系统，发展到第三阶段的智能网络视频监控系统。智能网络视频具备网络化和智能化的两个重要特征，智能网络视频监控就是通过有线或者无线IP网络把视频信息以数字化的形式来进行传输，只要是网络可以到达的地方就一定可以实现视频监控和记录，并且这种监控还可以与很多其它类型的系统进行完美的结合。然而真正的智能网络视频监控系统在国内还是没有普及，仅仅是在一些重要的场合做出了一些应用，比如北京奥运安保、上海世博、机场等场所，随着市场的发展，智能网络视频监控系统在国内大规模的应用应该说不会用多长时间。
二.智能网络视频监控系统的构成
典型智能网络视频监控系统的示意图如下图所示：
（1）硬件构成
智能网络监控系统的硬件结构大体上分为五个部分：前端部分、传输部分、存储部分、显示部分、控制部分。
①前端部分。对于前端部分第一代模拟视频监控和第二代的数字视频监控系统都是采用传统的模拟摄像机，获取的信号采用同轴电缆来进行传输，第三代智能网络视频监控系统采用网络摄像机（IPC）。网络视频摄像机的作用主要有两点：图像的采集和编码。采集的数据直接可以完成H.264、M-MPEG等编码。 IPC输出的码流是基于实时流和存储流分开，视频流到达交换机之后传输至解码器，通过解码器解码之后传输至显示设备等；存储流则直接将数据传输至网络存储系统比如NVR、磁盘阵列等。
②传输部分。传输部分采用的传输介质主要分为有线和无线，有线的传输介质主要是双绞线、光纤等，无线的传输介质有无线电、微波、射频传输等。目前以太网是主要的局域网通信协议，网络和光纤是现在高清视频监控主要传输方式。基于上百上千路的大型网络视频监控系统可采用EPON光纤网络的方式接入互联网。
③存储部分。存储部分一般采用分布式存储与集中存储相结合的存储构架，分布式存储体现在各管理区域中心安装网络存储设备，保存本区域的视频图像，主要采用三种存储基础构架：直接附加存储（Direct-Attached Storage ，DAS）、网络附加存储（Network-Attached Storage，NAS）、存储区域网络（Storage Area Network，SAN）.DAS的特点是将存储设备与服务器直接相连接；NAS架构的特点是将存储设备直接连入现有TCP/IP的网络中；SAN架构将各种存储设备集中起来形成一个存储网络，以便于数据的集中管理。集中存储体现在总监控中心安装网络设备，保存总监控中心视频图像和全网关键录像的冗余数据，主要选用IP SAN等存储设备。随着网络技术的发展，集群存储系统、“云”存储系统越来越成为存储系统的发展方向。
④显示部分。显示部分一般通过解码器将实时的数据流解码、采用显示墙等形式将视频显示出来，同时通过操作台实现对于显示墙相关参数设置。在视频监控系统中的显示设备中主要采用大屏幕拼接技术，其构成主要有拼接显示单元、多屏拼接控制器、大屏幕系统软件、大屏幕拼接系统接口设备。主要的拼接系统有：投影拼接系统、DLP背投拼接系统、PDP拼接系统、LCD拼接系统。
⑤控制部分。以往的视频监控系统控制部分“重硬件轻软件”，随着网络视频监控系统的发展，现在越来越重视软件系统的应用了。对于控制部分的体现尤为明显。通过统一的视频网络视频管理平台可以实现以下功能：简洁、开放的全IP体系结构；提供端到端的清晰流畅活动图像；可靠的系统存储；集中式管理；安装/组网方便。
（2）软件系统构成
从软件系统的角度来看智能网络视频监控系统主要由以下几类软件来构成：
第一类在系统管理平台上主要安装了视频监控管理软件（Video Surveillance Manage Software，VMS），通过视频监控管理平台实现了以下功能： 实时视频预览功能；录像检索功能；设备管理功能；资料管理；地理信息服务；视频检测；智慧声控；应用分析；权限管理；OA辅助管理等功能。
第二类软件是嵌入式操作系统软件，例如在NVR中嵌入式了linux操作系统，从而实现了监控系统的相关参数的设置。由于嵌入式操作系统的可裁减性好、实时响应快，在视频监控系统中应用效果很好。
第三类软件是在视频分析单元中尤其是在类似于DSP这样的芯片中集成的与视频分析相关的算法软件，通过这些优异的算法软件从而实现了内容分析、对象识别、分析对比等智能活动。可以说在一定程度上，算法软件的发展和提高反映了智能化的发展水平。
三.结语
网络视频监控系统的优势非常的明显，随着国内市场的发展，智能网络视频监控肯定要取代第二代半数字监控技术，智能网络监控技术不光在智能城市、机场、地铁等重要场合会有用武之地，还会在智能小区、智能家居等民用领域得到广泛的应用。因为其涉及通信技术、计算机网络、计算机视觉、人工智能等方面，交叉性很强，对于初次接触此领域的技术人员来讲，还是有点摸不清数头脑。而本文则是从硬件和软件两个视角诠释了智能网络视频监控系统的构成，对于理清智能网络视频监控系统的整体构架提供了一个值得参考的视角。
参考文献
[1]汪光华. 智能安防—视频监控全面解析与实例分析[M]. 北京：机械工业出版社. 2012，1：78-79.
[2]雷玉堂.安防视频监控实用技术[M]. 北京：电子工业出版社.2012，1：190-191.
[3]西刹子.智能网络视频监控[M].北京：清华大学出版社.2010，2：330-331.