網絡型視頻安防監控系統設計思考

國家新聞出版廣電總局八七一臺 張 哲

網絡型視頻安防監控系統設計思考

國家新聞出版廣電總局八七一臺 張 哲

隨著社會的不斷進步和發展，人們對周邊環境安全意識越來越敏感，許多領域都加強了視頻安防監控的力度，視頻安防監控系統逐漸向著智能化、網絡化發展。本文則通過對網絡型視頻安防監控系統的組成結構進行詳細的介紹，對該系統的設計過程進行思考和討論。

網絡型；視頻安防；數字視頻；報警識別；監控系統

0 引言

視頻安防監控系統在我們生活的周圍環境中得到廣泛的使用，以此來保證周邊環境的安全。伴隨著網絡信息服務的不斷完善，網絡型視頻安防監控系統逐步取代經典的定點定位型式的安防監控系統，不僅實現了網絡視頻監控的高清，而且在數字視頻智能分析、智能報警識別處理等方面也有很大的創新，實現了對區域環境的網絡化、智能化監控，對于視頻監控系統在安防領域中的作用具有深遠的意義。

1 網絡型視頻安防監控系統組成

視頻安防監控系統是建立在一定軟硬件基礎上，實現對視頻信號的采集、傳輸和輸出等工作，在此過程中還需要先進的存儲技術為依托，進而實現對監控視頻的管理。網絡型視頻安防監控系統是在常規視頻監控系統的基礎上，利用交換機，通過寬帶網絡進行監控視頻錄像的傳輸，遠程對監控視頻進行控制和管理。

1.1 視頻信號的采集

網絡型視頻安防監控系統通常使用前端IP攝像機作為信號的采集設備，IP攝像機能實現視頻信號、音頻資料等的自動編碼，并對編碼后的數據信號添加上相應以太網網絡協議，實現其在寬帶網絡中自動尋址傳輸。在選擇IP攝像機時，不僅需要考慮攝像機的像素、信噪比、夜間紅外技術、設備安裝難易程度等基本條件，而且需要對IP攝像機的嵌入式操作系統、組播網絡協議、音頻視頻流壓縮協議、信息安全性管理等相關功能進行分析和考慮，進而保證視頻安防監控系統信號采集的高效性。

1.2 視頻信號的傳輸

網絡型視頻安防監控系統的信號傳輸是在寬帶網絡的基礎上完成的。信號的傳輸不僅跟寬帶的寬度有關，而且與視頻監控攝像機等信號采集設備的像素有關，為實現視頻信號的同步性傳輸，對于D1格式的視頻信號只需要2M的寬帶就能實現，而720P的視頻信號需要建立在3~4M的寬帶網絡基礎上才能實現保真，1080P的視頻信號則需要至少8M的寬帶進行傳輸。一般情況下，視頻監控系統中有許多信號采集設備，其中有許多條信號需要進行傳輸作業，這就需要將多條信號接入到交換機系統中，該系統可以由多臺交換機組成，該交換機系統需要保證至少達到100M的下行寬帶和1000M的上行寬帶要求，只有這樣才能保證視頻安防監控系統信號傳輸的保真度，實現傳輸信號的穩定性和同步性。

1.3 存儲技術

視頻安防監控系統需要對相應的監控視頻進行定期的存儲，以保證視頻信息的回放、調查和控制，需要先進的存儲技術來保證視頻數據信號的存儲和保真。常見的存儲技術有：集成了存儲功能與網絡數字管理功能于一體的網絡硬盤錄像機（NVR），該設備既是視頻信號管理平臺，又能實現一定量視頻數據的存儲，但是其存儲量有限，只能用于中小型網絡型視頻安防監控系統的數據存儲；獨立的數據存儲管理硬盤（RAID），該設備只能用于視頻數據的存儲，其能實現大容量視頻數據的存儲，而且能夠保證相關視頻信號的保真度，穩定性很高，可用于大中型網絡型視頻安防監控系統的數據存儲，但是畢竟這種設備是相對獨立的，因此很容易出現視頻信息的修改和丟失，可靠性不強；實現云存儲功能的IP—SAN存儲設備，該設備實現了對視頻信號的IP存儲，具有非常高的可靠性，其存儲空間也是無窮的，因此在大中型網絡型視頻安防監控系統中應用最大。

1.4 軟件支持

實現對視頻信號的采集、傳輸、信息認證等工作需要建立在一個高效穩定的軟件平臺上。最為常見的軟件平臺有：網絡人遠程監控版；NVSCenter網絡視頻監控軟件；銳眼視頻監控衛士；MiniVCap軟件等，它們運用一體化網絡平臺實現開放性的網絡視頻管理，使用多種網絡接入方式完成對整個視頻監控系統的控制，實現對監控視頻的播放、回放、下載等基本功能。

1.5 視頻輸出

視頻信號輸出是視頻安防監控系統的終端顯示，現階段一個視頻輸出系統通常包含視頻解碼設備、視頻顯示器、視頻播放軟件等平臺。通常情況下，整個視頻輸出過程是建立在一個軟件平臺的控制管理上，通過視頻解碼器完成對傳輸視頻信號的解碼，最后將解碼后的視頻信號通過墻面視頻播放器進行輸出。對于視頻播放效果的控制需要從以下幾個方面進行優化，首先，及時對視頻解碼器進行升級管理，實現解碼的高效性，提高解碼速度，實現對視頻流信號的幀數進行控制，保證解碼前后視頻信號的保真；其次，采用具有高分辨率的視頻播放顯示器，對于較大分辨率的顯示屏，通常采用拼接屏技術實現顯示屏的高效性；還有就是對相應的管理軟件進行開發和升級，使其具備更多的人性化功能模塊，實現視頻信息的高效輸出和管理。

2 網絡型視頻安防監控系統技術特性

網絡型視頻安防監控系統是建立在以太網網絡通訊協議的基礎上，通過信息采集裝置產生數字視頻流，通過以太網實現視頻流信號的傳輸，進而達到遠端用戶對監控視頻的播放和控制，實現長距離監控。除此以外，當前先進的網絡型視頻安防監控系統增添了諸如數字視頻智能分析、人臉智能報警識別等更為先進的技術，以此提高整個系統的科技含量，保證安防監控的高效性。

2.1 數字視頻智能分析

網絡型視頻安防監控系統業務的核心是對數據信號的智能分析，為實現整個系統數據的靈活性和伸縮性變得更大，實現數據的計算、存儲和傳輸過程的智能化，采用可編程的FPGA芯片代替傳統的DSP處理器，通過對硬件的加速實現對視頻編碼通道的相對壓縮，通過建立視頻綜合型平臺實現對數字視頻的智能分析。這就需要網絡型視頻安防監控系統建立開放性視頻智能大數據分析架構，該結構中包含有分布式分析單元（DAU），該單元是建立在ONVIF/PSIA數據封裝器的基礎上，通過運用第三方算法插件，以此來對數據流的流式計算，實現對視頻內容的智能性分析；數據處理單元（DPU），該單元首先對輸入數據流的整理配置，然后運用數據轉換插件完成數據的智能分析；數據挖掘單元（DMU），該單元通過引入智能化數據處理技術，通過建立標準模型，對數據處理單元處理過的數據根據相互之間的關系進行分組存儲，對以后數據的查找提供方便；應用環境（AE），該單元是建立在第三方軟件應用開發的基礎上，根據用戶的要求對相關應用進行合理的處理，實現應用開發環境和應用數據的一體化。

2.2 報警識別技術

網絡型視頻安防監控系統還通過開放性的構架、智能化的插件集成和數據算法，在視頻大數據的基礎上達到對大數據的智能分析，實現對圖形信息的對比識別分析。首先，實現對運動目標的識別和跟蹤是視頻安防監控系統的關鍵技術之一，當前一種基于視頻運動分析檢測技術的入侵探測器技術能夠通過對視頻流的數字化分析實現對監控區域物體的運動情況的檢測，并進行實時錄像、報警、數據記錄等；其次，基于圖像處理的報警系統技術是實現視頻安防監控的主要技術支持，該技術就是對視頻圖像數據幀進行采樣、分析，當有人員闖入防區或有異常情況發生時進行實時報警，該技術一方面要通過一些復雜算法來實現視頻信息的采集，如：MATLIB算法、Visual C++算法等。另一方面，對圖像進行一些預處理來改善圖像的質量，常使用位圖轉化YcbCr圖、圖像灰度化、圖像二值化、濾波等方法實現對圖像質量的增強；最后，運用應用數字圖像處理技術和運動檢測算法對采集到的圖像序列幀進行運動分割，通過對人體比例特征、人體運動步態特征、人體膚色等特征的深入研究，常使用的識別方法有基于人體輪寬高比的識別算法、基于步態識別的算法和基于人體膚色的算法等。通過以上技術實現對圖像的處理和分析，使得網絡型視頻安防監控系統能夠完成對監控信息的智能化分析和識別，實現智能報警識別，提高整個系統對監控區域的安全性管理。

3 結論

隨著我國網絡覆蓋面積的不斷延伸，網絡電子信息技術逐漸滲透到社會發展的方方面面，網絡型視頻安防監控系統也在許多場合得到普遍的使用。相信在我國電子信息技術的不斷發展勢頭下，整個安防監控系統將進行更為優化的設計，使其功能更加強大，越來越人性化，配置更為完善，以此來滿足人們更高的要求，在更多領域受到越來越多的青睞。使得整個社會生活變得更加安全穩定。

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共基極放大電路的輸出電阻與共射極放大電路相當，輸出電阻較大，當負載改變時，輸出電壓變化較大，因此該電路帶負載能力比較差，不適用于多級放大電路的輸出級。

4 小結

經過以上分析，共基極放大電路的特點主要有：（1）具有電壓放大能力和功率放大能力；（2）輸出電壓與輸入電壓同相；（3）輸入電阻小，輸出電阻大，頻率特性好；（4）無電流放大能力。基于共基極放大電路的特點，在實際電路中廣泛應用于寬頻或高頻電路中。

參考文獻

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[4]楊拴科．模擬電子技術基礎[M]．西安:西安交通大學出版社,2010．

作者簡介：

張坦通（1983—），男，河南葉縣人，河南牧業經濟學院信息與電子工程系助教，碩士研究生，研究方向：非線性電路與智能信息處理。

張哲（1981—），男，廣東五華人，大學本科，工程師，現供職于國家新聞出版廣電總局八七一臺。