高清數字化監控系統的發展與應用
數字監控產品的發展過程
回顧中國國內監控系統的數字化發展過程，期間劃分下述幾個階段：
第一階段為九十年代前期：當時的監控系統一般采用國外的進口矩陣控制主機，為了適應當時計算機普及化的需求，監控公司紛紛開發利用計算機對矩陣主機進行系統控制的軟件，實現電腦對監控系統圖像切換、音頻切換、報警處理、圖像抓拍等多媒體控制。此時的計算機多媒體監控實際上僅僅作為監控系統的一個輔助控制鍵盤使用，可以說是中國數字化監控開始的雛形。
中國的監控產品國產化進程也是在此時期起步，眾多的監控公司開始生產或仿制與國外公司兼容的矩陣主機、解碼器、多媒體控制系統、云臺外設等監控產品。其特點是以傳統電子制造業為基礎的小規模的產業化。
第二階段是九十年代中、后期：在這一時期是圖像處理技術、計算機技術、網絡技術飛速發展的時期。中國國內公司在完成矩陣主機、解碼器、多媒體控制系統、云臺等外部設備產業化生產后，發現臺灣地區和國外監控公司開始將他們基于傳統電子制造業的監控生產線轉移到中國進行生產，這些產品包括攝像機、監視器、圖像處理器、磁帶錄像機、報警探測器、報警主機等監控產品，上述發展過程只是九十年代國外電子產品制造商大規模進入中國市場的一個普遍現象，它完成了大多數監控產品國產化過程。中國國內公司可以以更低的價格購買到中國制造的松下的攝像機、三洋的錄像機、迪信的報警探測器，促進了監控系統的在中國的普及應用。
但是，國外監控產品制造商大量進入中國，短期內限制了中國監控企業由小規模電子產品企業向大規模生產企業發展的進程，并迫使他們面臨更大的競爭壓力。中國國內企業開始把眼光投向一個新的領域，利用圖像壓縮技術和網絡技術開發新的監控產品，其產品特點是利用成熟的計算機技術、圖像壓縮存儲技術和網絡技術，利用計算機產業標準化生產的便利條件，無須投入大量開發、研制和模具生產資金，便可快速生產制造產品并投放市場。這種生產模式完全有別于傳統的電子加工制造業，成為中國國內監控企業難得的市場機遇。
這一階段，國外已經開始數字化監控進程，最先被引進國內的數字監控產品是美國和以色列生產的電話線傳輸和網絡傳輸產品，圖像壓縮標準采用MJPEG，系統具有簡單的數字化監控與網絡監控的許多功能，并且還有一項令整個監控業感到新奇的功能——數字錄像功能。由于數字監控設備剛剛引入監控行業，其極高的高科技附加值立刻吸引了眾多監控公司投入其中，紛紛開發出基于計算機結構的數字化監控主機，該系統將矩陣切換器，圖像分割器、硬盤錄像機集成在一臺計算機平臺上，形成了具有中國特色的監控主機產品，并發展成產業趨勢。
由于受到價格的影響以及硬盤容量的限制，這一時期發展的數字監控系統和數字錄像系統還不能夠在與模擬設備的競爭中取得優勢。
第三個階段是2000年以后：隨著圖像壓縮技術的進步，特別是MPEG-I、MPEG-II圖像壓縮芯片的大量推廣應用，2000年至今，數字監控產品進入了一個快速發展時期，產品也由原來的數字監控錄像主機發展到網絡攝像機、網絡傳輸設備、電話傳輸設備、專業數字硬盤錄像機等多種產品。
由于中國監控市場的特殊性，國外的數字監控產品這期間雖然頻繁亮相中國市場，但確沒能象他們的模擬產品一樣大舉進入中國市場，這些外國的產品為中國市場帶來了數字化監控、網絡化監控的理念和技術發展方向。而國產化的數字監控產品，伴隨著中國計算機市場的迅猛發展，開始引領中國的數字監控市場的潮流，他們的產品技術上與國外幾乎相同(使用幾乎相同的計算機和芯片)，功能上更能體現中國安防的特殊需求，價格上比國外品牌更具競爭優勢。
2000年以后，伴隨著中國國內監控系統數字化、網絡化需求日益增大，數字硬盤錄像設備開始取代傳統模擬錄像設備，數字監控產品市場份額的不斷增長，使許多傳統的IT企業、網絡企業、家電企業紛紛看好這一市場，投入資金、人力、開發數字監控產品，數字監控市場呈現空前繁榮的景象。
數字化監控系統應用
CNV大型分布式遠程監控系統是結合了現代視頻技術、網絡通訊技術、計算機控制技術、流媒體傳輸技術的綜合解決方案。
1)監控攝像機。監控攝像機是監控圖像的視頻信號的采集設備,它的性能的好壞直接影響到監控效果;監控攝像機應可以完成上、下、左、右、推遠、拉近、焦距、焦距-、光圈大、光圈小、雨刷、加熱、風扇的控制。由于工作區域廣,采用大倍鏡頭,低照度CCD攝像機在現有的情況下可以采集到較好的圖像。我們選用的是CNV系列超低照度彩色轉黑白攝像機,彩色時最低照度為0·004LUX,黑白時為0·001LUX,這樣使夜晚有較好的觀察效果。
2)監控光端機。它是視頻和控制信號的接入和傳輸設備,它具有可靠性高、不易受干擾、傳輸信號清晰等特點;采用國際先進的SOC數字信號處理,結合最新的光纖通信傳輸技術,以全數字無壓縮、無損傷廣播級傳輸方式。
3)視頻服務器。前端信號采集設備采用中路通訊CNV系列采集視頻服務器,由于該系統強大的數據處理和系統集成能力,可以實現在一個軟件平臺上完成數字圖像監控采集、壓縮、存儲、傳輸、防盜報警監控管理、遠程控制等功能,從而降低系統的造價、提高了監控維護的效率并降低了使用難度。
圖像壓縮卡可以高效的壓縮處理接入的圖像,通過電腦監視器就可以實現所有圖像的實時動態監視,同時利用該系統可以調用存儲在硬盤中的歷史資料,本系統采用業內頂尖壓縮技術MPEG-4/H·264算法,壓縮比高,每路每小時只需90~180M硬盤空間(包括視音頻),網絡傳輸所需帶寬284~1M可調。此外實現了自動磁盤空間動態檢測功能,圖象動則錄,不動則不錄或慢錄。另外系統還可以靈活的設置報警信號和圖像的聯動關系,當系統發生報警時,通過事先的設置,可以啟動相應的攝像機錄像及報警輸出功能。同時控制中心也可同時得到報警信號,并可通過遠端控制進行實時監控觀察等功能。
4)大屏幕拼接墻。大屏幕拼接墻系統采用原裝進口投影機,投影機的全數字化高集成電路設計確保了系統穩定性。由于投影機采用先進的技術,投影機設備無燒毀壞死現象,一天24h長期連續使用不會對投影機任何損壞,對顯示效果沒有任何影響。從安裝調試完的顯示到數年后的顯示都能保持相同的顯示效果,達到同樣的清晰度、分辨率、精度。
通過外置圖像拼接處理器可以通過網絡服務器實現各個系統之間的信息交換與共享,以及其他高分辨率計算機網絡數字信號和模擬信號在大屏幕上開窗口顯示;可以實現多路視頻信號和多路RGB信號在大屏幕上任意位置切換顯示。
實現原理
1)9臺室外全方位攝像機(分體式結構)信號通過各自光發射機分別將本地視頻信號通過光纖送入監控中心集中式光接收機。
2)傳入監控中心的所有視頻進入視頻分配器將每一路視頻信號分成相同的4路視頻信號。
3)將視頻分配器分配的每一路的視頻信號取出1路送入視頻服務器已完成瀏覽、控制、錄像、檢索、網傳的功能。
4)將視頻分配器分配的每一路的視頻信號取出1路送入視頻矩陣進入大屏幕進行拼接處理。
5)視頻分配器的控制信號通過光端機同時能傳反向控制信號,對攝像機進行操作實現上、下、左、右、推遠、拉近、焦距、焦距-、光圈大、光圈小功能。
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