【摘要】隨著數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)的成熟,計算機網(wǎng)絡(luò)和綜合布線的廣泛應(yīng)用,如何利用好綜合布線系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來減少系統(tǒng)的布線,利用計算機硬盤系統(tǒng)來存儲圖像,從而減少圖像的存儲工作量和檢索工作量。這是現(xiàn)在智能建筑、智能小區(qū)中構(gòu)建大型閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)所要面臨解決的主要問題。本文通過闡述視頻信號的各種壓縮方式、視頻采集卡的技術(shù)數(shù)據(jù)和選取標準,說明了我們在選擇利用網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻信號時如何有效合理的利用網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度、計算機硬盤的容量以及如何獲得流暢的視頻流傳輸、清晰穩(wěn)定的視頻回放信號。
【關(guān)鍵詞】視頻監(jiān)控系統(tǒng);閉路電視監(jiān)控系統(tǒng);壓縮格式
視頻監(jiān)控系統(tǒng)己經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種場合,例如銀行、交通、停車場、辦公樓和一些秘密場所,但是大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)仍停留在人為的觀察和操作的基礎(chǔ)上,當在監(jiān)控場景中有異常情況或潛在危險發(fā)生時,監(jiān)控人員首先必須對情況進行分析判斷,向上級組織匯報,得到命令或建議后才能對異常情況進行相關(guān)處理。而且,在很多場合下,視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控攝像機往往有很多臺,而監(jiān)控人員可能只有兩到三個,一個人要負責多處監(jiān)控場景,人為的失誤必然成為監(jiān)控系統(tǒng)另一種潛在危險因素。因此,研究一種能夠?qū)崿F(xiàn)全天候24小時實時可靠監(jiān)控的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有積極深遠的意義。
智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)依賴其強大的圖像處理能力,顯示出巨大的市場價值。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以用于車輛識別和交通管制,對可疑車輛和違法行為檢測追蹤;也可用于人物面部識別,在銀行、政府和機場等敏感場所對危險人物分析并報警,保證人民和財產(chǎn)的安全。
一、建筑數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)分析
閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)主要是以處理模擬信號為主的模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng),模擬視頻信號對傳輸距離非常敏感,容易產(chǎn)生畸變和衰減,點對點控散布線費用高,難以聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控,需要大量的存儲介質(zhì)。隨著計算機技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的進一步發(fā)展,大容量的磁盤存儲器和光盤存儲器的出現(xiàn)和價格的逐漸降低,數(shù)字信號便于遠距離傳輸?shù)龋虼藬?shù)字視頻監(jiān)控是發(fā)展的方向。
數(shù)字化監(jiān)控是對使用閉路電視的模擬視頻監(jiān)控的一場革命。數(shù)字技術(shù)的主要優(yōu)點在于視頻能夠在已有的局域網(wǎng)上傳輸,不需要特別的線纜。任何攝像頭都能被許多用戶在公司的局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)或者Internet上的任何地方觀看。圖像能夠被網(wǎng)絡(luò)上任何授權(quán)的計算機訪問。發(fā)布上的優(yōu)勢只是數(shù)字監(jiān)控超過模擬監(jiān)控的一部分。本地圖像處理例如運動檢測、人臉識別或生物統(tǒng)計識別等應(yīng)用顯著的提高了性能,并且降低了成本。
建筑數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成:存儲監(jiān)控圖像、視頻壓縮格式、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、微機視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
二、建筑視頻監(jiān)控系統(tǒng)視頻信號的傳輸
在監(jiān)控系統(tǒng)中,監(jiān)控圖象的傳輸是整個系統(tǒng)的一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié),選擇何種介質(zhì)和設(shè)備傳送圖象和其它控制信號將直接關(guān)系到監(jiān)控系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性。目前,在監(jiān)控系統(tǒng)中用來傳輸圖象信號的介質(zhì)主要有同軸電纜、雙絞線和光纖,對應(yīng)的傳輸設(shè)備分別是同軸視頻放大器、雙絞線視頻傳輸設(shè)備和光端機。要組建一個高質(zhì)量的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),就必須搞清楚這三種主要傳輸方式的特點和使用環(huán)境,以便針對實際工程需要采取合適的傳輸介質(zhì)和設(shè)備。
1、同軸電纜與同軸視頻放大器
提起圖象傳輸,人們首先總會想起同軸電纜,因為同軸電纜是較早使用,也是使用時間最長的傳輸方式。同時,同軸電纜具有價格較便宜、鋪設(shè)較方便的優(yōu)點,但根據(jù)對同軸電纜自身特性的分析,當信號在同軸電纜內(nèi)傳輸時其受到的衰減與傳輸距離和信號本身的頻率有關(guān)。視頻信號在同軸電纜內(nèi)傳輸時不僅信號整體幅度受到衰減,而且各頻率分量衰減量相差很大,特別是色彩部分衰減最大。
所以,同軸電纜只適合于近距離傳輸圖象信號。在工程實際中,為了延長傳輸距離,要使用同軸放大器。同軸放大器對視頻信號具有一定的放大,并且還能通過均衡調(diào)整對不同頻率成分分別進行不同大小的補償,以使接收端輸出的視頻信號失真盡量小。
2、雙絞線和雙絞線視頻傳輸設(shè)備
由于傳統(tǒng)的同軸電纜監(jiān)控系統(tǒng)存在著一些缺點,特別是傳輸距離受到限制。早期,在傳輸距離超過五、六百米的監(jiān)控系統(tǒng)中一般使用多模光纖和多模光端機,解決了遠距離傳輸?shù)膯栴},不過系統(tǒng)造價增加了不少。最近,出現(xiàn)了一種雙絞線視頻傳輸設(shè)備,通過使用此種設(shè)備,可以將雙絞線應(yīng)用于監(jiān)控圖像傳輸,它很好地解決了上面的難題。但是,跟同軸電纜一樣,這種方式也面臨同樣的干擾和維護問題,且技術(shù)成熟度如何,目前還未見大量應(yīng)用。
3、光纖與光端機
光纖和光端機應(yīng)用在監(jiān)控領(lǐng)域里主要是為了解決兩個問題:一是傳輸距離,一是環(huán)境干擾。雙絞線和同軸電纜只能解決短距離、小范圍內(nèi)的監(jiān)控圖象傳輸問題,如果需要傳輸數(shù)公里甚至上百公里距離的圖象信號則需要采用光纖傳輸方式。另外,對一些超強干擾場所,為了不受環(huán)境干擾影響,也要采用光纖傳輸方式。近些年來,由于光纖通信技術(shù)的飛速發(fā)展,光纖和光器件的價格下降很快,使得光纖監(jiān)控系統(tǒng)的造價大幅降低,所以光纖和光端機在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越普及。光纖分為多模光纖和單模光纖兩種,在新建的工程中一般不再使用多模光纖,而主要使用單模光纖。
光纖中傳輸監(jiān)控信號要使用光端機,它的作用主要就是實現(xiàn)電——光和光——電轉(zhuǎn)換。光端機又分為模擬光端機和數(shù)字光端機:
(1)模擬光端機
模擬光端機采用了PFM調(diào)制技術(shù)實時傳輸圖象信號,是目前使用較多的一種。通過使用波分復(fù)用技術(shù),還可以在一根光纖上實現(xiàn)圖象和數(shù)據(jù)信號的雙向傳輸,滿足監(jiān)控工程的實際需求。
(2)數(shù)字光端機
由于數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)的模擬技術(shù)相比在很多方面都具有明顯的優(yōu)勢,所以正如數(shù)字技術(shù)在許多領(lǐng)域取代了模擬技術(shù)一樣,光端機的數(shù)字化也是一種必然趨勢。目前,數(shù)字圖象光端機主要有兩種技術(shù)方式:一種是MPEGH圖象壓縮數(shù)字光端機,另一種是非壓縮數(shù)字圖象光端機。
三、總結(jié)
智能建筑中的視頻監(jiān)控設(shè)計和應(yīng)用在目前國家大力提倡和諧社會的前提下,在人們生活質(zhì)量不斷提高的同時,有著廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)?,F(xiàn)在我國在建和新設(shè)計的建筑物、智能化小區(qū)中,視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為必不可少的重要組成部分。本文針對目前社會工程中采用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計中存在的問題、改進措施、將來的發(fā)展方向進行了廣泛的研究,希望能對其他學(xué)者有參考意義。
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【作者簡介】
孫漾洋(1989—),女,山西運城人,湖北工業(yè)大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院控制工程專業(yè)2013級碩士研究生。