詳解視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程及發(fā)展趨勢(shì)

物聯(lián)網(wǎng)、3G以及4G、5G網(wǎng)絡(luò)等圖像傳輸和處理技術(shù)、終端接收技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及核心技術(shù)帶來了顯著影響，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)也隨之出現(xiàn)了革新。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由于所采集的圖像信息豐富多樣、像素高清、技術(shù)先進(jìn)以及便利直觀等優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，因此，在不同領(lǐng)域、不同場(chǎng)合等都得到了廣泛應(yīng)用和普及。

一、視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展歷程

作為安全防范體系的重要內(nèi)容之一，視頻監(jiān)控具有技術(shù)先進(jìn)、防范能力極強(qiáng)、便利直觀等優(yōu)勢(shì)，通過安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以對(duì)所監(jiān)控范圍內(nèi)的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和分析，并且可以將被監(jiān)控范圍內(nèi)的場(chǎng)景等全部記錄下來，為以后處理某些意外情況和事件等提供最有力的證據(jù)和支持。此外，視頻監(jiān)控系統(tǒng)還可以和報(bào)警系統(tǒng)等進(jìn)行相連，從而實(shí)行自動(dòng)報(bào)警，可以達(dá)到有效避免某些安全事故發(fā)生的目的。

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息科技技術(shù)的迅猛發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)中也充分運(yùn)用了芯片技術(shù)、音頻采集技術(shù)、編碼壓縮等先進(jìn)技術(shù)，從而視頻監(jiān)控系統(tǒng)也經(jīng)歷了從模擬視頻監(jiān)控、半數(shù)字視頻監(jiān)控以及全數(shù)字視頻監(jiān)控3個(gè)時(shí)代，相應(yīng)的，視頻監(jiān)控產(chǎn)品也進(jìn)行了不斷的升級(jí)、完善和優(yōu)化，為安全防范提供更加有力的支撐和支持作用。下面主要對(duì)視頻監(jiān)控所經(jīng)歷的3個(gè)時(shí)代所利用的設(shè)備以及關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行詳細(xì)的說明。

第一時(shí)代：模擬視頻監(jiān)控時(shí)代。

該時(shí)代主要開始于20世紀(jì)70年代，視頻切換矩陣是核心裝備之一。多畫面切割器、視頻矩陣、模擬監(jiān)控器、磁帶錄像機(jī)等構(gòu)成了模擬視頻監(jiān)控時(shí)代的主要設(shè)備。其傳輸方式主要是利用同軸電纜，由主機(jī)進(jìn)行控制以模擬的方式進(jìn)行傳輸，錄像存儲(chǔ)的媒介主要是以VCR為主。但是由于VCR磁帶有限的存儲(chǔ)空間，因此，為了實(shí)現(xiàn)錄像能夠長(zhǎng)期存儲(chǔ)的目的，就必須經(jīng)常更換VCR磁帶。在模擬視頻監(jiān)控時(shí)代，由于VCR存儲(chǔ)空間有限的原因，因此，導(dǎo)致模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在著自動(dòng)化效率較低、錄像檢索慢等問題有待解決。

第二時(shí)代：半數(shù)字視頻監(jiān)控時(shí)代。

該時(shí)代主要開始于20世紀(jì)90年代。硬盤刻錄機(jī)是半數(shù)字視頻監(jiān)控時(shí)代最主要的核心設(shè)備。DVR是半數(shù)字視頻監(jiān)控時(shí)代的主要標(biāo)志性產(chǎn)品，通過DVR，對(duì)模擬的視頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化編碼并且進(jìn)行存儲(chǔ)。在該時(shí)代，VCR被DVR所替代，從而有效解決了在模擬時(shí)代所遺留的自動(dòng)化效率低下、檢索較慢等問題。

第三時(shí)代：全數(shù)字（網(wǎng)絡(luò)）視頻監(jiān)控時(shí)代。

全數(shù)字視頻監(jiān)控時(shí)代就是當(dāng)前所謂的智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控時(shí)代，在該時(shí)代，由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)具備開放而且分散等特性，從而在智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控時(shí)代并沒有核心的硬件設(shè)備。視頻編碼器、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)以及中央管理平臺(tái)構(gòu)成了全數(shù)字視頻監(jiān)控時(shí)代的主要設(shè)備。在全是字視頻監(jiān)控時(shí)代，主要采用視頻內(nèi)容分析技術(shù)完成網(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ)、視頻播放以及傳輸?shù)裙δ?，從而使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度、指揮、控制等功能和作用能夠得到充分有效的發(fā)揮。

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)的主要用途是用來實(shí)時(shí)監(jiān)控，主要是通過網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由三個(gè)部分構(gòu)成，分別為前端監(jiān)控設(shè)備、監(jiān)控中心及即監(jiān)控工作站。前端監(jiān)控設(shè)備是監(jiān)控過程中的基礎(chǔ)設(shè)備，包括攝像頭、麥克風(fēng)、網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器等；監(jiān)控中心則包括服務(wù)器軟件、監(jiān)控墻及流媒體服務(wù)器等；監(jiān)控工作站多以客戶端形式存在。用戶安裝客戶端后便可獲取合法權(quán)限登錄并使用系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)具體工作流程如下：先由前端設(shè)備攝入圖像或聲音，如攝像頭可采集圖像信息，麥克風(fēng)可采集聲音信號(hào)。然后，在視頻服務(wù)器的作用下對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，并通過壓縮技術(shù)對(duì)這些信息進(jìn)行數(shù)字化處理。信號(hào)處理完成后將處理后的視頻在網(wǎng)上發(fā)布。最后，由中央控制室將整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)接入局域網(wǎng)當(dāng)中，以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的管理及錄像。此外，還可利用解碼器將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示器上，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控。

二、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展歷程

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展至今一共經(jīng)歷了四個(gè)階段：

（一）近距離監(jiān)控

在視頻監(jiān)控發(fā)初期，主要是采用視頻同軸電纜將視頻圖像由前端監(jiān)控點(diǎn)導(dǎo)入監(jiān)控中心，再在顯示設(shè)備上播放。在監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量增加的情況下，視頻顯示設(shè)備及錄像設(shè)備也會(huì)大幅度上升，大幅增加了建設(shè)成本及管理難度。視頻矩陣技術(shù)的引入則有效解決了上述問題，讓大量視頻圖像可切換顯示，分配共享。模擬視頻只適用于近距離傳輸，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大容量視頻傳輸，且不能做到多中心多級(jí)聯(lián)網(wǎng)，限制了其應(yīng)用范圍。

（二）聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控

20世紀(jì)90年代中葉，光端機(jī)的出現(xiàn)讓視頻圖像遠(yuǎn)距離傳輸問題得到了解決。借助數(shù)字光端機(jī)，并通過復(fù)用技術(shù)進(jìn)行傳輸，不但提升了視頻傳輸質(zhì)量、容量，也讓傳輸業(yè)務(wù)類型得到了豐富。同時(shí)，在RS232/422的作用下實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控。但由于RS232/422數(shù)據(jù)傳輸速率較低，且節(jié)點(diǎn)無法任意編號(hào)，也無法進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，讓聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控規(guī)模受到了一定制約。

（三）IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣的不斷成熟也標(biāo)志著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)進(jìn)入了IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控時(shí)代。網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣以IP網(wǎng)絡(luò)作為媒介，以TCP/IP協(xié)議，借助網(wǎng)絡(luò)視頻編解碼器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器、網(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)視頻管理平臺(tái)所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)視頻統(tǒng)一管理，并可進(jìn)行靈活的后臺(tái)操作。

（四）光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

利用數(shù)字技術(shù)可對(duì)模擬視頻進(jìn)行數(shù)字化編碼，但并不需要視頻壓縮。經(jīng)過數(shù)字化處理的視頻信號(hào)可通過光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，即可實(shí)現(xiàn)前端一體化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、處理數(shù)字化、系統(tǒng)集成化。

三、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

中央管理平臺(tái)、前端設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)以及客戶端組成了網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要內(nèi)容，下面對(duì)這些設(shè)備從邏輯結(jié)構(gòu)、設(shè)備的功能等方面進(jìn)行詳細(xì)的探討。

1.網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的邏輯結(jié)構(gòu)

中心管理平臺(tái)、前端設(shè)備、支撐系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)以及客戶端共同組成了網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。中心管理平臺(tái)所實(shí)現(xiàn)的具體功能和作用是控制信號(hào)和命令、實(shí)現(xiàn)媒體的交換、用戶管理、業(yè)務(wù)管理、網(wǎng)絡(luò)管理、計(jì)費(fèi)管理以及統(tǒng)計(jì)分析等功能。中心管理單元、媒體分發(fā)單元、媒體存儲(chǔ)單元、業(yè)務(wù)管理單元等是監(jiān)控中心的重要組成部分。中心管理單元、媒體分發(fā)單元以及媒體存儲(chǔ)單元共同完成控制信令、轉(zhuǎn)換協(xié)議、媒體調(diào)度、信號(hào)分發(fā)以及存儲(chǔ)等功能。

2.網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的系統(tǒng)構(gòu)成說明

（1）前端設(shè)備。在中心管理單元的控制下，前端設(shè)備主要的功能是利用前端設(shè)備，例如：攝像機(jī)或者是麥克風(fēng)分別完成視頻流、音頻流采集的環(huán)節(jié)，同時(shí)利用控制口的功能進(jìn)行報(bào)警信息的采集?？偠灾?，前端設(shè)備的主要作用是完成信號(hào)的采集。

（2）監(jiān)控客戶端。在前端設(shè)備采集完成后，監(jiān)控客戶端負(fù)責(zé)將所采集到的音頻流、視頻流以及報(bào)警信息等傳輸給監(jiān)控用戶，然后，監(jiān)控客戶端根據(jù)監(jiān)控用戶的相關(guān)指令對(duì)前端設(shè)備等進(jìn)行操作。

（3）中心管理平臺(tái)。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、互聯(lián)網(wǎng)管理服務(wù)器、視頻接入服務(wù)器、視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器以及視頻存儲(chǔ)服務(wù)器等設(shè)備共同組成了中心管理平臺(tái)的主要內(nèi)容。中心管理平臺(tái)是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心所在，它主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的權(quán)限分配、用戶管理、業(yè)務(wù)管理、網(wǎng)絡(luò)管理以及計(jì)費(fèi)管理等功能。

（4）傳輸網(wǎng)絡(luò)。利用中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)等網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)。傳輸網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)視頻、音頻傳輸、指令控制以及其他數(shù)據(jù)信息傳輸或者是將報(bào)警信息及時(shí)進(jìn)行傳達(dá)等功能。

四、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的發(fā)展趨勢(shì)

智能化是未來網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)的重要發(fā)展方向。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展過程中，還要注重自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，這樣才能讓相關(guān)企業(yè)在市場(chǎng)上獲得真正的技術(shù)地位。國(guó)家相關(guān)部門也應(yīng)該對(duì)安防、視頻監(jiān)控等行業(yè)等給予政策扶持，以創(chuàng)造出良好的行業(yè)發(fā)展氛圍，促使其健康發(fā)展。