第八视频监控系统

1、第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统 数字视频信息传输系统就是通过摄像机将现数字视频信息传输系统就是通过摄像机将现场的模拟信号进行采样并数字化处理，转化为数场的模拟信号进行采样并数字化处理，转化为数字流后在网络中传输，网络中任何一台计算机通字流后在网络中传输，网络中任何一台计算机通过授权，即可观看视频图像。过授权，即可观看视频图像。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统应用最为广泛的数字视频信息传输系统是多媒体应用最为广泛的数字视频信息传输系统是多媒体数字视频监控系统。视频监控系统目前已经成为数字视频监控系统。视频监控系统目前已经成为安全技术防范体系中的一个重

2、要组成部分，它通安全技术防范体系中的一个重要组成部分，它通过固定摄像机和可遥控摄像机直接观看被监控场过固定摄像机和可遥控摄像机直接观看被监控场所，可以把监控场所现场的图像和声音内容通过所，可以把监控场所现场的图像和声音内容通过通信线路传送到监控中心，同时视频监控系统还通信线路传送到监控中心，同时视频监控系统还可以与防盗报警等其他安全防范体系联系联动运可以与防盗报警等其他安全防范体系联系联动运行，使防范能力更加强大。行，使防范能力更加强大。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统 随着电子技术、计算机技术和通信技术的发随着电子技术、计算机技术和通信技术的发展，视频监控系统在各个领域

3、获得了广泛的应用，展，视频监控系统在各个领域获得了广泛的应用，已成为大型企业生产与管理的必备系统。目前监已成为大型企业生产与管理的必备系统。目前监控系统主要应用在以下领域：控系统主要应用在以下领域： 金融领域：营业大厅监控、金库监控、自动金融领域：营业大厅监控、金库监控、自动提款机及自助银行监控等；提款机及自助银行监控等； 电信领域：交换机房、无线机房、动力机房电信领域：交换机房、无线机房、动力机房等的远程监控；等的远程监控； 电力领域：变电站、电厂等场所的远程无人电力领域：变电站、电厂等场所的远程无人值守监控；值守监控；第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统 商业市场：商场的

4、保安监控、超级市场的出商业市场：商场的保安监控、超级市场的出入口监控、码头、货柜、大型仓库的监管等；入口监控、码头、货柜、大型仓库的监管等； 制造企业：无人生产、机器远程维修监控等；制造企业：无人生产、机器远程维修监控等； 军事领域：基地安防、公安侦破、监狱法庭军事领域：基地安防、公安侦破、监狱法庭监管等；监管等； 交通领域：高速公路收费管理、交通违章和交通领域：高速公路收费管理、交通违章和流量监控、公共交通车辆牌照管理、公路桥流量监控、公共交通车辆牌照管理、公路桥梁铁路机场等场所的远程监控等；梁铁路机场等场所的远程监控等；第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统 社区物业管理：

5、住宅小区、办公室的安全防社区物业管理：住宅小区、办公室的安全防范、智能大厦、停车场的无人监控等；范、智能大厦、停车场的无人监控等； 家庭用户：家庭安全防范监控等。家庭用户：家庭安全防范监控等。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统 数字视频监控系统是以数字视频处理技术为数字视频监控系统是以数字视频处理技术为核心，综合利用光电传感器、计算机网络、自动核心，综合利用光电传感器、计算机网络、自动控制和人工智能等技术的一种新型监控系统。在控制和人工智能等技术的一种新型监控系统。在电子信息技术的推动下，视频监控系统经历了纯电子信息技术的推动下，视频监控系统经历了纯模拟信号系统，半模拟信号

6、系统和全数字信号系模拟信号系统，半模拟信号系统和全数字信号系统三个阶段。统三个阶段。 第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统多媒体视频监控系统多媒体视频监控系统 视频监控系统的发展经历了三个阶段。在视频监控系统的发展经历了三个阶段。在2020世纪世纪9090年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统模拟监控系统。本。本地模拟图像监视系统有几十年发展历史，它被广地模拟图像监视系统有几十年发展历史，它被广泛应用于保安、生产管理等场合。但其监控图像泛应用于保安、生产管理等场合。但其监控图像只

7、能在控制中心查看，且与现有计算机和网络系只能在控制中心查看，且与现有计算机和网络系统无法结合。随后出现了统无法结合。随后出现了“PC(PC(工控机工控机)+)+视频卡视频卡+ +监控软件监控软件”的数字硬盘录像系统。近的数字硬盘录像系统。近2 2 年嵌入式年嵌入式DVRDVR发展势头迅猛，主要因为安装使用简单、系发展势头迅猛，主要因为安装使用简单、系统可靠性高。它适合于模拟系统的数字化改造。统可靠性高。它适合于模拟系统的数字化改造。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统 20 20世纪世纪9090年代中期，利用计算机的多媒体技年代中期，利用计算机的多媒体技术来实现监控，称为第二

8、代术来实现监控，称为第二代数字化本地视频监控数字化本地视频监控系统系统。2020世纪世纪9090年代末以来，以网络为依托，以年代末以来，以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以实用的智能图像分析为特色，引发了视频监控行实用的智能图像分析为特色，引发了视频监控行业的技术革命，视频监控步入了全数字化时代，业的技术革命，视频监控步入了全数字化时代，称为第三代远程视频监控系统。称为第三代远程视频监控系统。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统第三代第三代远程视频监控系统远程视频监控系统是以数字视频处理是以数字视频处理技术为核心

9、，综合利用光电传感器、数字化图像技术为核心，综合利用光电传感器、数字化图像处理、嵌入式计算机系统、数据传输网络、自动处理、嵌入式计算机系统、数据传输网络、自动控制和人工智能等技术的一种新型监控系统。远控制和人工智能等技术的一种新型监控系统。远程数字视频监控系统不仅具有本地数字监控系统程数字视频监控系统不仅具有本地数字监控系统所有的计算机快速处理能力、数字信息抗干扰能所有的计算机快速处理能力、数字信息抗干扰能力、便于快速查询记录、视频图像清晰及单机显力、便于快速查询记录、视频图像清晰及单机显示多路图像等优点，而且依托网络，真正发挥了示多路图像等优点，而且依托网络，真正发挥了宽带网络的优势，通过宽

10、带网络的优势，通过IPIP网络，把监控中心和网网络，把监控中心和网络可以到达的任何地方的监控目标组合成一个系络可以到达的任何地方的监控目标组合成一个系统，适应了当前办公楼设备管理数字化、网络化统，适应了当前办公楼设备管理数字化、网络化和智能化的发展趋势。和智能化的发展趋势。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统在监控领域中，数字化和网络化是一种发展趋势。在监控领域中，数字化和网络化是一种发展趋势。监控系统从最初的模拟监控系统发展到基于监控系统从最初的模拟监控系统发展到基于PCPC多多媒体卡的数字监控系统，解决了视频质量和数据媒体卡的数字监控系统，解决了视频质量和数据存储的问题，

11、大量的局部监控系统得以建立。但存储的问题，大量的局部监控系统得以建立。但网络带宽的不足和音视频编解码技术的限制，使网络带宽的不足和音视频编解码技术的限制，使得网络化的数字视频监控系统发展缓慢。随着宽得网络化的数字视频监控系统发展缓慢。随着宽带网络的迅速普及和多媒体及带网络的迅速普及和多媒体及InternetInternet技术的发技术的发展，特别是展，特别是IPIP网络和网络和MPEG-4MPEG-4技术的成熟，网络化技术的成熟，网络化的数字监控系统将进入大规模商业应用的阶段。的数字监控系统将进入大规模商业应用的阶段。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统目前一般的远程视频监控

12、系统，其图像压缩与解目前一般的远程视频监控系统，其图像压缩与解压缩全部采用基于压缩全部采用基于PC PC 机的视频卡，但它使得视机的视频卡，但它使得视频前端较为复杂，稳定性、可靠性不高，且价格频前端较为复杂，稳定性、可靠性不高，且价格昂贵。近年来随着技术水平的进步，出现了基于昂贵。近年来随着技术水平的进步，出现了基于嵌入式嵌入式WebWeb服务器技术的远程网络视频监控，它服务器技术的远程网络视频监控，它克服了远程视频监控系统的不足。克服了远程视频监控系统的不足。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统当今社会是一个网络化的社会，它必将推动数字当今社会是一个网络化的社会，它必将推动

13、数字视频技术和应用的极大发展，而网络视频监控是视频技术和应用的极大发展，而网络视频监控是宽带网络最直接的应用，它可大幅度地减少建设宽带网络最直接的应用，它可大幅度地减少建设监控系统的投资，为实现高清晰度、高分别率、监控系统的投资，为实现高清晰度、高分别率、高实时性的网络监控系统奠定了必要的基础。高实时性的网络监控系统奠定了必要的基础。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统数字视频监控系统组成示意图数字视频监控系统组成示意图第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统 数字视频监控系统将摄像头获得的模拟电视数字视频监

14、控系统将摄像头获得的模拟电视和视频信号转变为数字视频信号以便于计算机处和视频信号转变为数字视频信号以便于计算机处理，或者由数字摄像头直接输出数字视频信号，理，或者由数字摄像头直接输出数字视频信号，在计算机显示器上显示多路活动图象的同时，可在计算机显示器上显示多路活动图象的同时，可将各路信号分别存储于计算机的硬盘内。在实时将各路信号分别存储于计算机的硬盘内。在实时情况下，每路信号在监视、记录、回放时都能达情况下，每路信号在监视、记录、回放时都能达到最大为到最大为2525帧帧/ s/ s的活动图象的效果。的活动图象的效果。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统 数字视频监控系统除了

15、具有传统闭路电视监数字视频监控系统除了具有传统闭路电视监视系统的所有功能外，还具有远程视频传输与回视系统的所有功能外，还具有远程视频传输与回放、自动异常检测与报警、结构化的视频数据存放、自动异常检测与报警、结构化的视频数据存储等功能。与数字视频监控系统相关的主要技术储等功能。与数字视频监控系统相关的主要技术有视频数据压缩、视频的分析与理解、视频流的有视频数据压缩、视频的分析与理解、视频流的传输与回放和视频数据的存储。视频是在时间上传输与回放和视频数据的存储。视频是在时间上近似连续的图象序列。在数字图象处理中，把照近似连续的图象序列。在数字图象处理中，把照片这类单幅的图像称为静态图像片这类单幅的

16、图像称为静态图像( (简称图像简称图像) ,) ,而而把电视图像这类连续图像称为运动图像或视频。把电视图像这类连续图像称为运动图像或视频。 第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统 目前大部分的数字视频监控系统还是通过图目前大部分的数字视频监控系统还是通过图像采集卡将模拟摄像头传输过来的模拟视频图像像采集卡将模拟摄像头传输过来的模拟视频图像转换为数字视频图像信号，因此图像采集卡是数转换为数字视频图像信号，因此图像采集卡是数字视频监控系统中的关键设备，其质量和性能的字视频监控系统中的关键设备，其质量和性能的好坏直接影响整个系统的可靠性和稳定性。好坏直接影响整个系统的可靠性和稳定性。

17、第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统还可以直接采用数字摄像机直接传输数字化后并还可以直接采用数字摄像机直接传输数字化后并经过压缩编码的数字视频图像流，通过网络将视经过压缩编码的数字视频图像流，通过网络将视频流传输到计算机中。这种数字摄像机还可以就频流传输到计算机中。这种数字摄像机还可以就地输出控制信号，控制云台解码器。计算机是数地输出控制信号，控制云台解码器。计算机是数字视频监控系统的核心，配备有大屏幕显示器、字视频监控系统的核心，配备有大屏幕显示器、大容量硬盘和光盘刻录机。大容量硬盘和光盘刻录机。 第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统数字视频监控系统直接输

18、入模拟视频信号，数字数字视频监控系统直接输入模拟视频信号，数字化后进行图像压缩化后进行图像压缩, ,然后进行存贮、传输及相关然后进行存贮、传输及相关控制处理。一般单台计算机数字视频监控系统具控制处理。一般单台计算机数字视频监控系统具有以下性能：视频输入：有以下性能：视频输入：1 11616路路Video Video ；视频；视频制式：制式：PAL PAL 、NTSCNTSC；压缩记录标准：；压缩记录标准：MPEG-1MPEG-1或或MPEG-4MPEG-4；图像分辨率：；图像分辨率：352352288 288 ，768768576576，第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统每

19、路图像帧数：每路图像帧数：2525帧帧/s /s ，最大显示和压缩帧数：，最大显示和压缩帧数：400400帧帧/s/s；预览功能：可实现；预览功能：可实现1 1、4 4、9 9、1616路实时路实时预览；字符叠加：可在左上角或右上角显示用户预览；字符叠加：可在左上角或右上角显示用户定义的英文或中文说明；录像功能：可实现最大定义的英文或中文说明；录像功能：可实现最大1616路实时录像，可以同时显示路实时录像，可以同时显示1 1、2 22 2、3 33 3、4 44 4路视频图像；图像播放：可以进行任一路图路视频图像；图像播放：可以进行任一路图像的回放，速度可调；占用磁盘空间：视频：像的回放，速度

20、可调；占用磁盘空间：视频：6060600 M/600 M/路路h h 。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统视频监控系统的结构视频监控系统的结构图图8.3 8.3 视频监控系统结构图视频监控系统结构图前端系统前端系统传输系统传输系统监控中心监控中心监视设备监视设备远程终端远程终端第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统 前端系统是监控系统的前沿监控现场部分，前端系统是监控系统的前沿监控现场部分，由信号采集设备、可遥控动作设备和视频处理设由信号采集设备、可遥控动作设备和视频处理设备三部分组成。信号采集设备包括视频信号及其备三部分组成。信号采集设备包括视频信号及其它

21、模拟量采集设备，例如摄像机、录音器、红外它模拟量采集设备，例如摄像机、录音器、红外报警探测器等；可遥控动作设备包括电动变焦镜报警探测器等；可遥控动作设备包括电动变焦镜头、全方位云台、室外防护罩、射灯开关等其它头、全方位云台、室外防护罩、射灯开关等其它可控机电设备；视频处理设备负责将采集到的视可控机电设备；视频处理设备负责将采集到的视频、报警等模拟信号编码压缩为数字信号，同时频、报警等模拟信号编码压缩为数字信号，同时将控制中心发送的数字控制命令转化为模拟信号将控制中心发送的数字控制命令转化为模拟信号指令发给机电、报警等前端设备。指令发给机电、报警等前端设备。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字

22、视频信息传输系统 传输部分是系统的视频、声音以及控制信号传输部分是系统的视频、声音以及控制信号的通路，主要用于传输摄像机前端采集的视频信的通路，主要用于传输摄像机前端采集的视频信号（有时还传输录音器采集的音频信号）和控制号（有时还传输录音器采集的音频信号）和控制中心发出的控制信号。中心发出的控制信号。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统 监控中心是系统的核心，负责整个系统的管监控中心是系统的核心，负责整个系统的管理和控制工作。接收监控现场的监视图像、报警理和控制工作。接收监控现场的监视图像、报警信号，对接收到的信息进行存储、管理和视频分信号，对接收到的信息进行存储、管理和视频

23、分析，并向现场发送各种遥控设备动作的指令，提析，并向现场发送各种遥控设备动作的指令，提供视频服务器功能满足监控网络中其他终端的需供视频服务器功能满足监控网络中其他终端的需求。求。 终端部分主要是指通过一台或多台专业监视终端部分主要是指通过一台或多台专业监视器对图像信号的成像，以及对图像信号的记录和器对图像信号的成像，以及对图像信号的记录和备份。备份。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统 在一个视频监控系统中主要包括了信号采集在一个视频监控系统中主要包括了信号采集设备（摄像机、录音器、红外报警探测器等），设备（摄像机、录音器、红外报警探测器等），可遥控动作设备（电动变焦镜头、全

24、方位云台、可遥控动作设备（电动变焦镜头、全方位云台、室外防护罩、射灯开关等），视频处理设备室外防护罩、射灯开关等），视频处理设备( (视视频采集压缩卡等频采集压缩卡等) )，网络传输设备，图像显示设，网络传输设备，图像显示设备等等很多方面。在这些设备中，监控采集卡是备等等很多方面。在这些设备中，监控采集卡是其中比较重要的一部分，只有通过采集卡将采集其中比较重要的一部分，只有通过采集卡将采集到的模拟信号转换成数字信号，才能完成后续的到的模拟信号转换成数字信号，才能完成后续的数据压缩、数据传输、实时的远程监控等功能。数据压缩、数据传输、实时的远程监控等功能。第第八八章章 数字视频信息传输系统数字视

25、频信息传输系统第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统监控采集卡监控采集卡 第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统 目前，常用的操作系统有目前，常用的操作系统有WindowsWindows、UNIXUNIX、LinuxLinux等。尽管后两种也有很多优点，但是等。尽管后两种也有很多优点，但是WindowsWindows操作系统在操作系统在PCPC机操作系统市场上占有机操作系统市场上占有85%85%以上的份额。考虑到系统的通用性，我们选择以上的份额。考虑到系统的通用性，我们选择WindowsWindows操作系统

26、作为系统操作平台操作系统作为系统操作平台第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统 Windows Windows下常用的软件开发工具有很多，下常用的软件开发工具有很多，Microsoft Visual C+(VC)Microsoft Visual C+(VC)就是其中的一种，它就是其中的一种，它也是目前使用极为广泛的一种基于也是目前使用极为广泛的一种基于WindowsWindows平台平台的可视化编程环境，对的可视化编程环境，对InternetInternet网络具有强有力网络具有强有力的支持。的支持。 在开发视频监控系统时，通常有在开发视频监控系统时，通常有3 3种视频采种视频

27、采集的方法。分别为集的方法。分别为VFWVFW、DirectShowDirectShow和和SDKSDK。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统VFWVFW是一种较老的视频采集方法，它是是一种较老的视频采集方法，它是MicrosoftMicrosoft提供的数字视频软件包，提供了一组库函数，能提供的数字视频软件包，提供了一组库函数，能够实现视频捕捉、影像压缩及影像播放等功能。够实现视频捕捉、影像压缩及影像播放等功能。但是许多监控卡不支持但是许多监控卡不支持VFWVFW，因此，在开发专业，因此，在开发专业的监控系统时很少使用的监控系统时很少使用VFWVFW技术。技术。第八章第八章 数字视频信息传输系统数字视频信息传输系统DirectShowDirectShow是是MicrosoftMicrosoft推出的流媒体开发包，推出的流媒体开发包，