安防視頻監控系統的設計與應用

文｜國家圖書館中央控制室 史曉峰

安監視器墻等組成部分；在進行其方案設計時尤其要重視備用電源的配置，另外還必須對前端攝像機的照明加以考慮。

（3）前端攝像裝置應包括各種類型的攝像機、定焦或變焦變倍鏡頭、高清晰攝像一體機、球機等，以及實現攝像機上下左右運動及旋轉掃描的云臺、保護攝像機與鏡頭的防護罩、攝像機補光照明燈和接收并執行命令的解碼器等。對于比較重要的場所，還可以安裝拾音器，用于提取現場的音頻數據，與相關聯的前端攝像機匹配連接，使記錄的數據更完整。

（4）傳輸部分是連接前端攝像機與后端數字硬盤錄像機及控制部分的關鍵環節。視頻圖像向主機傳輸的常用通道有同軸電纜、光纜、網絡線、雙絞線等有線通道，以及由發射機、接收機組成的無線傳輸通道。其中，有源、無源雙絞線傳輸是目前比較先進，而且性價比較高的一種。在工程中使用雙絞線視頻傳輸器的優勢如下：

◆ 節省傳輸材料成本；

◆ 簡化施工布線；

◆ 延長傳輸距離；

◆ 增強抗干擾能力；

◆ 獲取圖像清晰；

◆ 提高防雷效果；

◆ 安裝更加簡便；

◆ 使用維護方便。

（5）控制部分是安防視頻監控系統的核心。安防視頻監控系統主機用于接收/傳輸來的多路視頻圖像并按需要將其切換到指定的各個監視器上供觀看、監控，對云臺運動防視頻監控系統是智能建筑現代化管理、檢測、控制的重要工具之一，能形象、真實地顯示特定監視現場實時，以及過去一定時間內發生事件的畫面，有助于及時獲取大量信息，極大地提高處理安防事件的準確性和可靠性。隨著科學技術的迅猛發展，安防視頻監控的技術水平得到了極大的提高，安防視頻監控系統的應用更加廣泛。為了使科學化的監控手段更好地發揮功效，其系統設計應遵循以下指導原則：

◆ 采用先進、成熟及實用的技術；

◆ 系統應能實現集中統一管理，為實現現代化的智能建筑管理提供方便；

◆ 系統應具有開放性、可擴充性、兼容性和靈活性；

◆ 系統設計和設備選型應標準化、規范化、國際化；

◆ 系統必須具有安全性、可靠性、容錯性；

◆ 系統應具有合理的性能價格比。

1 安防視頻監控系統的方案設計

（1）首先，要結合需要應用安防視頻監控系統的建筑的實際結構情況和安全防范等級，充分考慮安防系統工程的特殊性；廣泛考察當前世界最先進的安全防范視頻監控技術和設備；依據中華人民共和國公共安全行業標準——《視頻安防監控系統技術要求》（GA/T 367-2001）進行總體的方案設計。

（2）以電視監控為主的安防視頻監控系統主要包括前端攝像機、數字硬盤錄像設備、中央矩陣切換/控制主機、控制鍵盤、錄像系統工作站、控制臺、數字硬盤錄像顯示器、進行控制，對鏡頭進行變光圈、調焦和變倍調節控制，控制云臺的運動和鏡頭設置按預置位快速定位，執行攝像機定日期或定時間巡回掃描等控制操作；啟動移動偵測或對實時視頻圖像進行錄像記錄，調閱錄像資料，將系統所有發生的操作動作記錄和打印、歸檔，在接收到視頻移動探測或常規傳感器發出的報警信號后自動將顯示圖像切換為產生報警區域的影像并予以記錄、存儲。

2 在安防視頻監控系統需求設計中應注意的問題

（1）對于以視頻監控為主的安防系統，筆者建議選用嵌入式數字硬盤錄像機。具體的選擇應對所采集圖像清晰度的不同要求為依據。目前市場上的主流圖像格式有CIF（分辨率為352×288）和D1（分辨率為704×576）兩種，而今后安防視頻監控的發展方向是數字智能高清系統和遠程網絡視頻系統；因此為了保證圖像能夠完好再現，筆者認為至少應選用D1格式的數字硬盤錄像機，并注意在存儲數據的文件容量較大時適當提高硬盤存儲器的容量。

（2）安防視頻監控系統一般都采用實時圖像監控和儲存的工作方式，所以應為其配置具有一定容量的UPS不間斷電源供電系統——一般情況下應能夠提供至少8小時，即一個日班工作時長的斷電工作容量，以保證基本供電系統正常維修工作的完成。這項設計無疑會抬高系統的設計成本，因此一般的設計公司不會主動進行這項設計。但是，這項設計對于使用方而言是絕對不可忽略的：一方面，一旦供電系統出現問題，安防視頻監控系統就如同是一個“瞎子”，失去了視頻監控和圖像數據記錄的功能；另一方面，引入這項設計還可以降低和縮小破壞分子蓄意破壞的風險和破壞范圍。另外，整個安防視頻監控系統，包括前端的攝像機等均由同一個UPS不間斷電源系統供電，且整個系統的設備共地連接完好，能夠保證系統工作電源的獨立性和可靠性，避免由于遠端攝像機現場斷電造成攝像機不能正常工作，無法監視現場和記錄視頻圖像。

（3）安防中央控制中心電視墻的顯示器數量應足夠與硬盤錄像機匹配，以便及時發現可能出現問題的前端攝像機和后臺數字硬盤錄像機。監視器的數量可根據前端攝像機的數量按一定比例配置（以能夠保證對特定區域的跟蹤監視為宜），并留有適當冗余。

（4）前端攝像機宜選擇540線以上、1/3英寸或1/2英寸鏡頭的CCD攝像機（這樣的攝像機鏡頭靶面大，更適合于近距離大場景環境的圖像攝取），盡量選用全自動或電氣性能指標高的攝像機——如攝像機具備自動增益控制（AGC）、逆光補償（BLC）、電子曝光（EE）、自動白平衡（AWB）、自動光圈等功能，且能夠選擇匹配手動或電動調焦的鏡頭，其應用范圍將更廣，視頻圖像效果會更好。

3 安防視頻監控系統在應用中需要注意的問題

3.1 數字硬盤錄像機及其選用與設置

目前數字硬盤錄像機主要有PC式數字硬盤錄像機和嵌入式數字硬盤錄像機兩類。

（1）PC式數字硬盤錄像機的特點是：既具有PC機的多任務處理功能，又有數字硬盤錄像機的實時圖像監控和圖像數據儲存功能；需要加裝視頻圖像信息采集卡和視頻監控系統管理軟件。應用PC式數字硬盤錄像機可以在不中斷圖像數據記錄的情況下查閱和提取歷史圖像數據；還可以通過為其安裝安防系統的控制軟件和外接安防監控系統，構建起一個較為完整的安防報警監控系統，實現安防探測器報警聯動報警區域圖像畫面顯示，并驅動聲光報警器報警，同時驅動電話撥號器向遠端發出報警信息的功能；尤其有利于實現360。攝像球機與各種安防報警探測器的聯動，使視頻監視圖像具備跟蹤功能，能夠全面記錄現場的異常情況。

由于PC式數字硬盤錄像機采用的實時圖像監控方式，具有早期移動偵測功能，可以采取對移動偵測的圖像數據設置提前記錄的延時功能（可選范圍是2～10秒）的方式，來提高有效數據的存儲量和硬盤記錄數據的效率，而且隨著電子科學技術的不斷發展，硬盤容量越來越大，以TB為單位的硬盤已經成為當前市場的主流產品；圖像數據儲存時長不足的問題已經得到了解決。因此，PC式數字硬盤錄像機更適合于小型安防系統的應用（為了保證主機運行的可靠性和持久性，小型安防視頻監控系統一般都選擇質量可靠性高的工業控制級PC式數字硬盤錄像機）。

（2）嵌入式數字硬盤錄像機的特點是：操作系統及視頻圖像處理系統軟件全部嵌入硬盤錄像中，從而提高了數據的處理速度，增強了圖像數據的記錄功能；一般都采用目前比較先進的H.264圖像數據壓縮技術，使圖像數據文件包的容量減?。ㄒ话闱闆r下，一個攝像頭一小時實時圖像記錄的數據量在200MB左右），圖像清晰度提高；截取和處理圖像數據的功能增強，可以進行圖像局部放大、即時拍照截圖處理。應用嵌入式數字硬盤錄像機時要注意使圖像的清晰度與選用的攝像頭和數字硬盤錄像機的技術等級相結合。只有采用高清晰度的攝像頭（目前市場上的主流產品為540線攝像頭，更好的是數字化A1攝像頭，圖像質量能夠達到600線）、保證良好的光亮環境，才能保證記錄圖像的清晰度。

嵌入式數字硬盤錄像機適合于大中型安防視頻監控系統的應用。這主要是由于嵌入式數字硬盤錄像機的集成度高，功能單一，運行的可靠性高，價格適宜；應用嵌入式數字硬盤錄像機有利于組建視頻監控網絡，有利于保證圖像數據記錄格式的一致性，便于記錄的下載、回放。特別需要注意的是，不同品牌的嵌入式數字硬盤錄像機所使用的播放器格式是不同的。

（3）在使用數字硬盤錄像機時要注意對各菜單相關功能內容的設置，避免出現只監控圖像未保存圖像數據的問題。采用移動偵測錄像的功能可適當延長記錄圖像數據的總時長。

3.2 前端攝像機的布局、選用與維護

（1）前端攝像機的布局應以保證重點部位在攝像機的監視范圍內，并監視盡可能大的范圍為原則。電梯前廳、出入口、樓梯口可設置定焦攝像機；樓層走廊適宜設置半球型攝像機，且最好將其面面相視安裝，以便使之相互監視、彼此照應；電梯轎廂設置針孔攝像機，以適應狹小空間的安裝要求、擴大監控的范圍；地下車庫及車庫出入口設置固定可變焦攝像機，提高狹長空間的監視效果。

（2）安裝于逆光位置的攝像機應選用帶有逆光補償功能的攝像機，以減少黑臉現象，提高采集圖像的清晰度和圖像識別度。

（3）應隨時掌握前端攝像機的完好性，在交接班時做好對前端攝像機工作情況的交接檢查，以便及時發現問題，及時維修保養。此外，還應留有一臺監視器，用于對全部數字硬盤錄像機的輪巡檢查，以確保數字硬盤錄像機的正常運行。

4 結束語

智能化、數字化、網絡化是視頻監控發展的必然趨勢。如今，全數字化的第三代安防視頻監控系統（網絡攝像機和視頻服務器）已經逐步得到應用。整個安防行業正在醞釀新的視頻監控革命——智能視頻監控。讓我們共同關注它的發展，期待安防視頻監控技術新的春天。