数字模拟大战 视频监控发展趋势全解读

　　安全防范系统是以维护社会公共安全为目的，运用安全防范产品和其它相关产品所构成的入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、防爆安全检查系统等;或由这些系统为子系统组合或集成的电子系统或网络。据《中国安防行业“十二五”发展规划》显示，截至2010年，我国安防行业总产值达2300多亿元，其中安防产品产值约为1000亿元。而根据《规划》对于“十二五”期间产业规模翻一番的要求估算，2015年安防行业总产值将达5000亿元。视频监控系统作为安防系统的重要组成部分，由于其应用领域不断扩展、行业规模不断扩大，占据了整个国内安防行业*半数以上。本文主要探讨视频监控发展演变的历程。
　　
　　视频监控发展的四个阶段
　　
　　随着计算机多媒体技术、编码压缩技术、网络传输技术、存储技术等与视频监控的不断融合，视频监控的发展经历了模拟视频监控、数字视频监控、网络视频监控、高清视频监控的演进，产品的功能、形态和视频监控的组成架构等各方面都发生了巨大的变化。
　　
　　模拟视频监控阶段
　　
　　模拟视频监控开始于20世纪70年代，该阶段主要利用模拟摄像机进行视频信号采集，通过同轴电缆将视频信号传输到矩阵主机或显示与记录设备。在模拟视频监控系统中，以模拟矩阵、模拟键盘为主的切换控制设备是整个系统的核心，而显示与录像设备则多采用监视器和磁带式录像机(VCR，VideoCassetteRecorder)。
　　
　　模拟视频监控系统又称为闭路电视监控系统(CCTV，ClosedCircuitevision)，它由模拟摄像机、视频分配器、模拟矩阵、控制键盘和磁带录像机(VCR)等组成，可以实现监视、录像、回放等基本功能，主要采用同轴电缆(75Ω，1.0Vp-p)进行复合视频广播信号(CVBS，CompositeVideoBroadcastSignal，)的传输。
　　
　　数字视频监控阶段
　　
　　数字视频监控开始于20世纪90年代末期，该阶段主要利用视频压缩板卡将模拟摄像机采集的模拟信号进行模数转换、编码、压缩，同时利用PC机进行本地存储。该阶段的硬盘录像机采用PC式架构，主要实现了模拟信号数字化和视频编码、压缩、存储功能，在网络传输、软件应用、矩阵控制等方面的功能并不十分完善，因此在实际项目应用中，通常与模拟矩阵配合使用。
　　
　　PC式硬盘录像机(PC-DigitalVideoRecoder，PC-DVR)诞生于数字视频监控时代的起步阶段，为数字视频监控能够顺利完成模拟信号的数字化提供了可靠保障，有效解决了模拟视频监控录像存储介质及存储周期的局限性问题。数字视频监控系统主要由模拟摄像机、PC式硬盘录像机、显示器等组成，可以实现监视(监听)、录像、回放、报警联动、语音对讲、实时控制等基本功能。
　　
　　PC式硬盘录像机除能实现前端模拟信号的数模转换、编码、压缩外，还能实现压缩数据的本地存储，信号传输介质仍是同轴电缆(75Ω，1.0Vp-p)。
　　
　　网络视频监控阶段
　　
　　网络视频监控开始于2005年左右，该阶段初期主要利用嵌入式网络硬盘录像(E-DVR，EmbeddedDigitalVideoRecoder)或嵌入式视频服务器(DVS，DigitalVideoServer)将模拟信号进行数字化、编码、压缩后接入网络，实现联网视频监控。随着平安城市建设的不断深入、金融等行业视频监控规模的不断扩大，视频监控的联网需求日渐明显，对视频监控网络化的发展产生了积极的影响。目前，我国视频监控行业已基本实现网络视频监控。
　　
　　1、模拟接入方式的网络视频监控
　　
　　日常应用中，小型监控场景中如果对视频清晰度要求不是很高，可能会选用模拟方案，即采用“模拟摄像机+DVR+显示器+PC(客户端)”的架构。在该种架构下，前端通常采用标清模拟摄像机实现视频信号的采集，通过同轴电缆传输到DVR中进行编码并存储，DVR可接显示器进行实时预览、回放等操作。该方案中一般由DVR实现联网功能，客户端可通过远程访问DVR，实现远程操作。
　　
　　2、模数混合接入方式的网络视频监控
　　
　　前端模拟摄像机的信号可以直接传送到监控中心，也可以通过在靠近前端设备处放置视频编码设备，将若干路模拟视频信号进行数字化、编码压缩，转换为可以在网络上传输的数据包(或直接使用网络摄像机)，通过IP网络(有线/无线方式)传送到监控中心。在监控中心内，模拟信号通过视频分配器接入模拟矩阵，而数字信号则通过视频解码设备转换成模拟视频信号接入模拟矩阵，所有的视音频数据存储在混合型硬盘录像机(H-DVR)中。
　　
　　高清视频监控阶段
　　
　　联网监控作为一种基本应用被满足后，渴望看清人脸、车牌等细节特征的需求使得用户的注意力转移到了视频清晰度的提升上，高清视频监控开始崭露头角。
　　
　　要实现真正意义上的高清视频监控，采集、传输、存储、解码、显示、控制各个环节都有严格要求，缺一不可。我国的视频监控行业尚处于高清视频监控的起步阶段，高清这个趋势仍将持续很长一段时间。
　　
　　1、全IP接入方式的高清视频监控
　　
　　全IP接入方式的高清监控是目前zui为典型的应用模式之一。该架构下，视音频数据以IP包的形式在IP网络上进行传输。
　　
　　前端：采用网络高清摄像机进行视频图像采集后编码压缩通过网络回传，并可将报警和声音等信号接入摄像机一并回传。
　　
　　传输：数据传输通过以太网层层连接。
　　
　　存储：因为视频流全部为编码后的数字信号，可以通过NVR、NAS或IPSAN做存储。
　　
　　显示：可通过解码器对前端视频源进行解码上墙显示，完成图像显示的轮巡、切换等操作。
　　
　　控制：可通过键盘控制解码器或者前端球机、云台等设备完成相应操作。
　　
　　管理：可通过客户端对所有的设备进行统一管理，并与报警、声音等信号进行联动。
　　
　　2、全数字接入方式的高清视频监控
　　
　　一般来看，全数字接入方式的高清监控模式相对应用较少。
　　
　　前端：摄像机传输的信号是从图像传感器上采集到未经压缩的裸数据，在图像细节、色彩还原、控制延迟等方面比网络摄像机有优势，但成本较高。
　　
　　传输：数据传输一般通过HD-SDI或者光线传输，因HD-SDI传输zui大距离100米，若要进行远距离传输则需采用光端机。
　　
　　存储：因为传输回中心的视频流是未经压缩的数据，容量很大，需要经过高清编码器压缩后才可以通过NVR、NAS或IPSAN做存储。
　　
　　显示：传输回中心的视频流可通过视频分配器分离出一路视频上数字矩阵，数字矩阵可对HD-SDI信号和光线信号等直接进行切换上墙显示，也可以完成图像显示的轮巡、切换等操作，但是数字矩阵成本较高。
　　
　　控制：可通过键盘控制数字矩阵或者前端球机、云台等设备完成相应操作。
　　
　　管理：可通过客户端对所有的设备进行统一管理，并与报警、声音等信号进行联动。
　　
　　结束语
　　
　　2010年被视为高清监控的元年，各大厂家纷纷推出以高清摄像机为主的产品和解决方案，在各大论坛交流中“高清”的呼声也越来越多。
　　
　　这两年，企业逐渐加大对高清产品的投入，并着其他中小企业加速向高清时代迈向，“高清”、“高清监控”等概念逐渐被大家认知与接受。但接踵而来的是高清监控带来的海量信息的存储、检索问题。面对如此庞大的信息，如何有效解放人力、提高事前防范能力;如何整合社会各行各业视频资源、节约存储空间、实现信息互联互通成为我们下一步需要思考的重要问题。