【安防知識網(wǎng)】傳統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備是由攝像機、線纜、錄像機和監(jiān)控器等專用設(shè)備組成的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng),設(shè)備間傳輸?shù)亩际悄M信號。由于模擬信號抗干擾能力差,這樣就限制了數(shù)據(jù)長距離的傳輸,而且數(shù)據(jù)存儲主要靠錄像帶,信息容易隨著時間而老化,隨著信息的復(fù)制,數(shù)據(jù)質(zhì)量也會很快下降。
為了克服這些缺點,2000年左右人們研制了可以數(shù)字化并且能壓縮存儲的數(shù)字硬盤錄像機,使之與模擬攝像機一起構(gòu)成能夠?qū)崿F(xiàn)多路監(jiān)控、數(shù)據(jù)壓縮并存儲的新一代安防系統(tǒng)。但是也有許多問題隨之出現(xiàn),首先是這類產(chǎn)品仍然需要獨立的模擬攝像機通過線纜連接到設(shè)備,而且一般一個硬盤錄像機都需要十幾路模擬攝像機,這個系統(tǒng)架設(shè)帶來成本的提高和安裝的不便;其次,也不能與目前日新月異的網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)相融合。
在這種情況下,出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)攝像機設(shè)備。該產(chǎn)品包括一個攝像機和一個中央處理器實現(xiàn)模擬視頻信號的直接數(shù)字化、編碼、壓縮處理,然后通過網(wǎng)線連接到交換機、路由器等網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備。因此,視頻信號能夠通過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)長距離的傳輸,不需要再鋪設(shè)昂貴的模擬信號傳輸線纜,也不再需要去連接笨重昂貴的硬盤錄像機。網(wǎng)絡(luò)攝像機雖然有諸多優(yōu)點,但其廣泛應(yīng)用還需要時間,主要制約其應(yīng)用的因素是:第一,價格較為昂貴;第二,與以前的在用的設(shè)備難以銜接,如果采用網(wǎng)絡(luò)攝像機則以前的攝像機等設(shè)備將被棄之不用,沒有那個企業(yè)或者個人心甘情愿的去付出這個成本。這就促使了本文論述的既能把以前在用的攝像機用上,又能具備網(wǎng)絡(luò)攝像機功能的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的誕生。
DVS的主要特點
網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器又稱為視頻服務(wù)器,英文名稱為Digital Video Server,簡稱DVS,是近幾年發(fā)展起來的視頻監(jiān)控設(shè)備,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及寬帶網(wǎng)絡(luò)的普及網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控會逐漸侵吞傳統(tǒng)視頻監(jiān)控設(shè)備的市場份額。盡管硬盤錄像機(DVR)也具有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能,但目前主流的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備還是視頻服務(wù)器。它可以把模擬的視頻、音頻或者語音信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送出去,同時網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器還具有報警、云臺控制等很多輔助功能。視頻服務(wù)器一般包括音視頻采集部分、中央處理器部分、數(shù)據(jù)編碼部分、網(wǎng)絡(luò)部分和報警云臺控制部分。由于攝像機輸出到DVS的數(shù)據(jù)是模擬信號,而在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男盘枮閿?shù)字信號,所以必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換的視音頻采集使之成為數(shù)字信號。但是,經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號數(shù)據(jù)量相當(dāng)龐大,而目前國內(nèi)的計算機網(wǎng)絡(luò)帶寬有限,不可能傳輸大量的數(shù)據(jù)流,這就需要編碼壓縮處理,在盡量保證圖像清晰度的同時對數(shù)據(jù)壓縮,被壓縮后變成小流量的數(shù)據(jù)才能在因特網(wǎng)上傳輸。網(wǎng)絡(luò)部分需要支持DHCP、DDNS、UPNP和NFS等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。[nextpage]
目前流行的視頻服務(wù)器的一些基本特點是。
1、機型小。一般通常為1-4路模擬視頻輸入,不會像硬盤錄像機那樣動輒十幾路視頻輸入,而且不會隨機攜帶硬盤,把存儲設(shè)備放置于監(jiān)控中心更有利于圖像資料的存儲和保護(hù),這就節(jié)省了大量空間位置。
2、簡便性。通過目前發(fā)展迅速、經(jīng)濟(jì)高效的計算機通訊網(wǎng)絡(luò)把視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,只需要一根價格低廉的5類網(wǎng)絡(luò)線纜,如果視頻服務(wù)器內(nèi)部有WIFI模塊,采用無線局域網(wǎng)方式的話,那么連5類網(wǎng)絡(luò)線纜都省了。
3、強大的中心控制。一臺工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器和一套控制管理應(yīng)用軟件就可運行整個監(jiān)控系統(tǒng),用戶只要打開一臺與因特網(wǎng)連接的電腦上的客戶端程序,在里面輸入對應(yīng)的視頻服務(wù)器的IP地址就可以進(jìn)行全面遠(yuǎn)程監(jiān)視。任何經(jīng)授權(quán)客戶機都可直接訪問任意攝像機,也可通過中央服務(wù)器訪問所監(jiān)視的圖像。
4、易于升級與全面可擴(kuò)展性。可輕松添加更多攝像機,中心服務(wù)器將來能夠方便升級到更快速處理器、更大容量磁盤驅(qū)動器以及更大帶寬等。
下面以某公司某個型號的產(chǎn)品為例具體說明其特點,該產(chǎn)品尺寸大小為105×75×25mm,比一般的網(wǎng)絡(luò)攝像機的體積還小,充分體現(xiàn)了視頻服務(wù)器機型小的特點;采用1路D1/CIF視頻輸入,壓縮標(biāo)準(zhǔn)采用H.264編碼技術(shù),兼容PAL制和NTSC制式,音頻采集標(biāo)準(zhǔn)為8KX16bit PCM,采用高度集成arm9和DSP的處理器芯片,使整個系統(tǒng)更加安全可靠,數(shù)據(jù)可以采用100M網(wǎng)口或者無線WIFI傳輸。WIFI支持802.11a、b、g通訊協(xié)議,同時內(nèi)部含有3G功能模塊,可以使視頻服務(wù)器和3G移動網(wǎng)絡(luò)融合。這種產(chǎn)品既能通過有線又能通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,用戶可以自行選擇,充分體現(xiàn)了視頻服務(wù)器產(chǎn)品簡便性的特點;產(chǎn)品配有客戶端管理應(yīng)用軟件,支持網(wǎng)絡(luò)升級,而且在網(wǎng)絡(luò)升級無法進(jìn)行的情況下也支持USB2.0通過U盤升級,充分體現(xiàn)了視頻服務(wù)器強大中心控制的特點;此外該產(chǎn)品自身帶有業(yè)內(nèi)通用的安裝孔,可以和普通模擬攝像機和常用的三腳架相連,攝像機和DVS之間通過簡短的傳輸線連接即可,省去了長距離鋪設(shè)線纜的開銷,充分體現(xiàn)了既經(jīng)濟(jì)又有良好銜接的特點,如圖1所示。
圖1 攝像機和DVS之間通過簡短的傳輸線連接。 [nextpage]
DVS的未來發(fā)展趨勢
未來視頻服務(wù)器將朝向高清、前端存儲、視頻分析、無線和特殊防護(hù)方向發(fā)展。
1、高清。高清的視頻服務(wù)器對硬件本身就必須滿足高清的需求,對于核心編碼芯片必須支持高清視頻分辨率的輸出,對于總線或采集芯片的處理也不能對高清的流量產(chǎn)生影響;另外也必須配備高清輸入端口,一般的BNC是滿足不了高清視頻傳輸?shù)?,必須具備如VGA、DVI、HDMI等接口,這些接口都可以支持到高清以上。這樣通過這些接口接入高清視頻,再通過同線輸出。但同線也必須滿足高清傳輸帶寬的需求,根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的特性進(jìn)行安排,五類如果不能滿足,則可以使用六類網(wǎng)線來傳輸。
2、前端存儲。前端存儲是最近兩年興起的一項功能需求,其最基本的要求是將錄像文件可以在一定時間段內(nèi)存儲,存儲的位置在視頻服務(wù)器內(nèi),存儲的介質(zhì)可以是CF卡、SD卡、IDE硬盤、SATA硬盤等等。前端錄像的設(shè)置,通常也可以在雙碼流的情況下操作,單獨對前端進(jìn)行錄像的分辨率、碼流設(shè)定,并且有響應(yīng)的觸發(fā)條件:如報警觸發(fā)、定時觸發(fā)、手動觸發(fā)、繼電器觸發(fā)等類型。只是由于前端空間畢竟有限,前端存儲也是保存一段時間。
3、視頻分析,即智能功能。視頻分析技術(shù)在當(dāng)前國內(nèi)監(jiān)控領(lǐng)域也是新型技術(shù),針對前端采集編碼的視頻信息,進(jìn)行分析識別,可以代替人來分析一些事物,如遺留物體、人流統(tǒng)計、非法跨越、違章操作等等,在一些特定的領(lǐng)域比較實用,如:卡口檢查、圍欄警戒,博物館布控等等。
4、無線。無線監(jiān)控在目前比較普遍,除了可以使用無線發(fā)射器和接收器來連接外,視頻服務(wù)器還可以內(nèi)置無線模塊,以實現(xiàn)短距離的無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建,滿足近距離無線監(jiān)控的需求。目前,第三代數(shù)字通信在傳輸聲音和數(shù)據(jù)的速度上都得到了提升,它能夠在全球范圍內(nèi)更好地實現(xiàn)無縫漫游,并處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式,因此也需要視頻服務(wù)器能夠融入其中。
5、特殊防護(hù)在當(dāng)前監(jiān)控設(shè)備應(yīng)用廣泛的市場需求下,一些特殊的環(huán)境也需要有特殊的防護(hù)措施來保證實施。如海港,在應(yīng)用視頻服務(wù)器時候,就需要特殊的防腐蝕處理。部分條件惡劣的海港,濕度幾乎能到百分九十八,鹽霧等級也較高,在亞熱帶及熱帶區(qū)域,溫度40度以上等等。在這種高溫、高濕、高鹽度的情況下,全屬容易被腐蝕、電路板容易短路、接口處容易生銹,這些就對視頻服務(wù)器提出更高的要求。
DVS有待解決的問題
視頻服務(wù)器監(jiān)控系統(tǒng)雖然有諸多優(yōu)點,但是也有一些問題需要我們重視并加以解決。
1、目前的網(wǎng)絡(luò)資源還有限。寬帶網(wǎng)絡(luò)在中國的普及、IP地址的短缺、網(wǎng)絡(luò)帶寬的相對窄小、人們對網(wǎng)絡(luò)安全的擔(dān)憂都是制約網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控發(fā)展的因素和瓶頸;特別是邊遠(yuǎn)地區(qū),人們對網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控還不是很了解;而在網(wǎng)絡(luò)普及的地方,由于早期的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)并不適合流量較大的音視頻信號的傳輸,速度比較慢,影響到監(jiān)控效果;特別是視頻質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)帶寬占用是一對矛盾,通常視頻流占用的帶寬越高則視頻質(zhì)量也越好,如要求高質(zhì)量的視頻效果,那么需要的網(wǎng)絡(luò)帶寬也越大。故應(yīng)盡快提高視頻壓縮的技術(shù)水平,目前選擇先進(jìn)的壓縮標(biāo)準(zhǔn)H.264可以部分解決視頻質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)帶寬占用這個矛盾。我國在下一代互聯(lián)網(wǎng)的研究和應(yīng)用上已經(jīng)走在世界的前列,下一代互聯(lián)網(wǎng)支持Ipv6協(xié)議,將成幾何倍數(shù)地增加IP地址,成百倍地提高網(wǎng)絡(luò)帶寬和網(wǎng)絡(luò)速度,并可增強網(wǎng)絡(luò)的安全性。
2、缺少統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)各自為政,產(chǎn)品上互不兼容,甲公司開發(fā)的視頻編碼器就只能和甲公司自己開發(fā)的視頻解碼器配套使用,而不能和其他公司的視頻解碼器兼容,從客觀上也限制了整個行業(yè)的發(fā)展。既可以由政府牽頭,也可以由行業(yè)發(fā)起,打破門戶之見,企業(yè)聯(lián)合、專家參與制定行業(yè)技術(shù)規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),公布開放協(xié)議。