視頻監控系統升級改造經驗淺析

陳世鵬，謝 芳，程賜豪

（海峽之聲，福州 350001）

眾所周知，視頻監控系統在社會上各行各業都有著廣泛的應用，如防盜、道路交通，數據監控等等，它不僅可以有效減少勞動力，還能實時錄像，為事后取證提供渠道。鑒于不斷升級的安全形勢要求，傳統的模擬視頻監控慢慢被淘汰，改造升級的監控系統與網絡、數字、智能技術相結合，將以往“被動監控”轉化為“主動監視”，在達到傳統監控系統要求的同時，還能實現自動檢測、識別安全威脅等功能[1]。

1 視頻監控系統改造項目背景

1.1 傳統模擬監控結構介紹

傳統模擬監控采用視頻線傳輸模擬信號，依據現實情況，如圖1所示，門崗值班室分三個方向共設三路模擬攝像頭，一臺DVR 硬盤錄像機，視頻記錄時間大概為28天。DVR 硬盤錄像機設一臺獨立顯示器，可供門衛查看，但對監控設備無統一操作功能。該套系統僅具備實時查看與視頻錄像功能，無法與控制中心實現互聯互通。

圖1 傳統監控分布圖

1.2 現實需求

按照六個重點部門七個點位都需納入監控范疇的現實需求，為進一步提高安防監控水平，對改造升級的視頻監控系統提出如下要求：

（1）以網絡傳輸手段，實現六個重點部門視頻監控互聯互通。

（2）使用高清數字攝像頭，提高畫面清晰度。

（3）實現監控系統智能化，增加視頻告警功能。

（4）控制室設立統一操作中心，包括調整攝像頭角度、設置自動告警等。

2 系統設計方案

2.1 監控網絡結構拓撲設計

圖2 網絡視頻監控結構圖

為全面升級視頻監控系統，達到互聯互通、中心管控、視頻告警等目的，本次升級改造采用網絡手段傳輸所有視頻信號，再通過功能軟件實現實時告警，變傳統的被動監控為主動監視，結構設計如圖2所示：

結構設計顯示，整套視頻監控系統共分為三個部分：視頻信號采集、信號傳輸、后端處理。

2.1.1 視頻采集

為獲取良好的監控畫面質量，六個部門七個點位視頻信號采集依賴于市場主流使用的網絡高清攝像頭，將原先門崗3個傳統的模擬攝像頭及財務部門、檔案室、車庫統一更換使用清晰度為1080P 的槍式網絡數字攝像頭，并在辦公大廳安裝球形攝像頭，該球形攝像頭可通過后臺操作實現多角度轉換，方便大廳內零死角監控。

2.1.2 信號傳輸

網絡攝像頭利用網絡媒介將視頻信號傳輸至硬盤錄像機，傳輸手段主要通過雙絞線，但因現實情況特殊，車庫與辦公大廳、辦公大廳與門崗距離較大，且為室內環境，距離超過雙絞線最佳傳輸距離（＞100m），為有效傳輸網絡信號，必須先將雙絞線傳輸的電信號利用光電轉換設備轉換為光信號，再利用單模光纖進行傳輸，為節約成本，這里考慮使用四芯單模光纜（兩芯作為主用光纖用于傳輸，另外兩芯作為備用），當光信號傳輸至室內后，再利用相對應的光電轉換器轉換回電信號進行傳輸。

2.1.3 后端處理

當所有部門的視頻信號通過網絡傳輸到控制室后，利用網絡交換機將信號集中至一路，傳輸到硬盤錄像機進行存儲。為方便察看及處理，控制室配備一臺終端計算機，計算機可通過標準的網絡瀏覽器訪問硬盤錄像機IP 或者直接訪問網絡攝像頭IP 察看實時畫面，當訪問辦公大廳的球形攝像頭時，可后臺操作該攝像頭，實現包括調整視頻角度、放大縮小畫面等功能。

2.2 需要注意的地方

（1）IP 地址設置。在接入攝像頭之前，需要為每個攝像頭及硬盤錄像機提前設置IP 地址，地址應配置在同一網段才能實現互聯互通。

（2）使用光纖傳輸的考慮。如今市場上的光纖主要分單模和多模兩類，與多模光纖相比，單模光纖的優勢表現如下：一是傳輸距離更遠，單模光纖傳輸距離可達五千米以上；二是傳輸速率更快，單模光纖傳輸速率在100Mb/s 至1Gb/s 之間，以激光為信號傳輸媒介，具有更高精準、高效的傳輸能力，后期新增監控點位也不會因帶寬受限；三是單模光纖比多模光纖直徑更小，更易于穿管敷設，更適合用于傳輸遠程信號。

由于光纖及跳線本身使用的材質較為嬌氣，在穿管及使用過程中，即使在有保護套的情況下也不能過度彎曲和環繞，否則容易損壞，更重要的是會增加光傳輸衰減，會嚴重影響視頻信號質量。

3 網絡數字智能監控系統的優勢

3.1 數字化優勢

從前端視頻采集部分分析，網絡數字攝像頭較模擬攝像頭最根本的優勢是視頻信號的所有處理過程都是數字化。如今市場上數字攝像頭像素可達上千萬，無疑清晰度比模擬攝像頭更高，在傳輸過程中，高壓縮編碼率的數字信號還能提供更快的傳輸效率、更高質量的視頻畫面，后端存儲也能大大減少硬盤占用空間。以此來看，從信號的采集、傳輸再到存儲，都比模擬監控系統更能夠適應如今的安防監控需求。

3.2 網絡化優勢

因視頻信號基于網絡進行傳輸，任何裝有標準Web 瀏覽器的PC 終端，只要連接入監控局域網，即可通過用戶登錄進行管理和查看視頻圖像，用戶可以遠程實現如錄像設置，云臺控制，報警設置，雙向對講，升級管理等功能。如要增加監控點位，只需為攝像頭分配好IP 地址，并將其連接入監控局域網即可，大大提高監控系統擴展功能。

3.3 智能化優勢

本次監控系統升級改造引入智能分析視頻軟件，智能視頻分析是人工智能研究的一個分支，是一種基于目標行為的智能監控技術[2]。傳統監控設備主要依賴于值班員的肉眼觀察，但由于人生理上的弱點，有很大可能性錯過監控畫面內的各種危險因素。帶有智能監控功能的攝像頭可以實現以下四個功能：一是行為異常監測；二是值班員離崗檢測；三是監控畫面故障檢測；四是入侵檢測。這些智能功能能夠改變以往單一的監控模式，真正達到用攝像機代替人眼、變事后取證為主動防御的安防目的[3]。

4 結束語

現如今，社會上各種不安全因素層出不窮，網絡智能化視頻監控系統應運而生，被應用在各個不同的領域，發揮著不可替代的重要作用。本文只是通過視頻監控系統的改造實踐，闡述了改造過程中得出的經驗和體會，且因監控需求并不復雜，應用到的監控技術屬常用范疇，展現的內容也只是監控領域的一小部分。在網絡技術不斷發展、智能水平不斷提高的現今社會，監控技術早已與諸如云計算、大數據、物聯網等重要技術結合發展，潛力不可估量。