家庭網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)

隨著人們生活水平的提高和網(wǎng)絡(luò)的普及，安全防護越來越深入人心。尤其是近幾年信息技術(shù)的發(fā)展和人們居住環(huán)境的改善，促使人們對家庭安全防范的意識得到空前強化。家庭網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，憑借著技術(shù)上與IP網(wǎng)絡(luò)的無縫兼容以及所提供的遠程實時視頻處理能力和其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，一出現(xiàn)就以每年40%的增長速度迅速成為市場增長最快的一個產(chǎn)品，其市場需求不可限量。其實，家庭網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控是社會發(fā)展的必然產(chǎn)物，它是個人對社會單元細胞--家庭的安全要求。那么，家庭視頻監(jiān)控工作原理到底是怎么樣的呢？下面，我將簡單談?wù)劶彝ヒ曨l監(jiān)控方面的一些技術(shù)問題：

技術(shù)問題

常用的家庭監(jiān)控系統(tǒng)一般包括一組攝像頭、監(jiān)視器和中央存儲單元（DVR），DVR在存儲之前對視頻輸入進行多路復(fù)用。具備嵌入式DVR的PC能夠驅(qū)動基本分析功能，也可以完成監(jiān)視和存儲功能?；炯彝ケO(jiān)控系統(tǒng)的分析和報警功能通常只限于簡單的移動探測和時間或者日期標記等。HMI（人機接口）受限于DVR設(shè)備，與PC聯(lián)網(wǎng)后，控制和監(jiān)視功能會大幅度提高。

更高級的監(jiān)控系統(tǒng)則增加了音頻監(jiān)視、更多的視頻輸入、遠程控制和監(jiān)視互聯(lián)網(wǎng)鏈接、CD刻錄以及全面的報警和呼叫等功能。高端系統(tǒng)還包括服務(wù)器（流復(fù)用），采用獨立的附加存儲單元來替代DVR.高端系統(tǒng)還能提供高級移動探測功能，包括智能區(qū)域和邊界等。例如，在一個攝像頭的觀察范圍內(nèi)，人行道上有很多的人流不會引起報警，而家庭和人行道之間的區(qū)域出現(xiàn)大量人流則會觸發(fā)移動報警。高級分析功能還包括某人閑逛甚至包裹墜落探測等。系統(tǒng)能夠識別出極少移動或者沒有移動的物體。在非常高端的家庭系統(tǒng)中，攝像頭就可以完成分析功能，并進行實時探測和報警。

DVR是在數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，DVR采用數(shù)字音/視頻壓縮/解壓縮的編解碼技術(shù)，用硬盤來本地儲存經(jīng)壓縮編碼后的數(shù)字音/視頻數(shù)據(jù)流，用網(wǎng)絡(luò)來遠程傳輸經(jīng)壓縮編碼后的數(shù)字音/視頻數(shù)據(jù)流和控制信息，集圖像畫面分割、多路視頻切換、錄/放像機等功能于一體。硬件上還可連接傳感器、警報器、云臺和鏡頭控制器等，實現(xiàn)監(jiān)視范圍的搜索和目標鎖定，以及環(huán)境監(jiān)控和報警輸出；軟件上還可增加圖像移動偵測、特征提取等輔助功能，以滿足某些特定應(yīng)用的需求。

DVR按產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)可分為基于PC的DVR和嵌入式DVR二種，這二種DVR產(chǎn)品各有優(yōu)缺點。基于PC的DVR經(jīng)過多年的開發(fā)和應(yīng)用，功能日趨完善、產(chǎn)品日趨成熟，并可充分利用PC機上豐富的軟/硬件資源。但PC機所采用的Windows操作系統(tǒng)為非實時操作系統(tǒng)，并且易受病毒攻擊，影響了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，另外其昂貴的成本，使其難于普及到家庭使用。嵌入式DVR,沒有了PC機強大的軟/硬件資源的支持，其產(chǎn)品的靈活性和功能的豐富性受到一定程度的限制，但隨著近年來芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式DVR的功能日益豐富、產(chǎn)品日益成熟，加之嵌入式DVR固有的穩(wěn)定性和低成本，越來越被人們接受，尤其在家庭普及應(yīng)用中。

基于PC的DVR操作系統(tǒng)一般為Windows操作系統(tǒng)，它具有具有應(yīng)用普遍、使用簡單、日后維護方便、軟件易于升級等特點。但Windows 操作系統(tǒng)本身具有不穩(wěn)定性，但系統(tǒng)中除了運行DVR應(yīng)用軟件外，還運行其它的軟件時，系統(tǒng)將不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)"死機"等嚴重問題，影響系統(tǒng)的正常運行。

Linux操作系統(tǒng)支持多用戶、多任務(wù)、及多道處理，是以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為基礎(chǔ)的操作系統(tǒng)，具有完整的網(wǎng)絡(luò)功能，使用者可以在Linux下以單機連上互聯(lián)網(wǎng)，也可架設(shè)局域網(wǎng)絡(luò)（LAN）；還可以Linux架設(shè)各種服務(wù)器，提供在互聯(lián)網(wǎng)以及內(nèi)部網(wǎng)的郵件、FTP和Web等各種服務(wù)，方便DVR實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。

不過，對于普通家庭用戶而言，人們還是首選Windows系統(tǒng)，畢竟不是人人都熟悉Linux系統(tǒng)的使用。

解決方案

介紹幾種應(yīng)用較多的家庭監(jiān)控解決方案：

1、網(wǎng)絡(luò)攝像機

你只需要購買一個網(wǎng)絡(luò)攝像機，（一般還需要加一個路由器），將網(wǎng)絡(luò)攝像機通過網(wǎng)線與路由器相連，就可以實現(xiàn)局域網(wǎng)監(jiān)控。大部分情況下在路由器做一下端口映射就能實現(xiàn)遠程監(jiān)控了。目前已經(jīng)有些廠家實現(xiàn)了路由穿透技術(shù)，不需要用戶路由器設(shè)置，真正實現(xiàn)了即插即用，對于電腦不熟悉的用戶來說是件好事。

網(wǎng)絡(luò)攝像機在監(jiān)控前端不需要電腦來配合就可以通過因特網(wǎng)實現(xiàn)遠程監(jiān)控，不僅可以通過客戶端軟件查看，還可以直接通過IE來瀏覽。另外，大部分網(wǎng)絡(luò)攝像機還支持移動偵測，錄像，歷史回放，抓拍等功能。

由于監(jiān)控前端只需要一個嵌入式的設(shè)備，降低了成本，降低了安裝的復(fù)雜度，維護也很簡單。安裝上，現(xiàn)在許多現(xiàn)場都是已經(jīng)有了網(wǎng)絡(luò)的，可以直接利用，如果采用視頻線，往往要重新布線，成本高。

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2、攝像機+視頻采集卡+電腦+監(jiān)控軟件

現(xiàn)在各類采集卡基本上都有自己的監(jiān)控軟件，一般都能實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能，用戶需要購買攝像機，視頻采集卡（一般免費配送軟件），在自家的電腦上插好采集卡，再把攝像機與采集卡連接上，運行監(jiān)控軟件就可以實現(xiàn)局域網(wǎng)和遠程監(jiān)控。

此類方案比較成熟，行業(yè)監(jiān)控使用很多。對于已經(jīng)裝修好的家庭來說重新布視頻線是不太愿意的，另外由于家里電腦必須24小時開著，但又不能提供一個好的運行環(huán)境。從使用成本，從穩(wěn)定性來說都不如人意。所以盡管此類技術(shù)出現(xiàn)較早，較成熟，但是還未能普及家庭用戶。更重要的是由于監(jiān)控成本太高，不能讓大部分家庭接受。

3、視頻服務(wù)器+模擬攝像機

視頻服務(wù)器使用的情況和網(wǎng)絡(luò)攝像機類似，成本略高，安裝上比網(wǎng)絡(luò)攝像機麻煩些，能跟據(jù)用戶的需求配置攝像機。隨著網(wǎng)絡(luò)攝像機以及視頻服務(wù)器技術(shù)的完善，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的改善，視頻監(jiān)控門檻將降低，對于家庭用戶，連鎖店，學校這些監(jiān)控要求不高的場合，使用此類設(shè)備將能滿足大部分用戶的需求。

應(yīng)用前景

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的市場目前非常廣闊。根據(jù)2005年FroST&Sullivan的一份關(guān)于全球視頻監(jiān)控設(shè)備市場的報告指出，網(wǎng)絡(luò)攝像機和視頻服務(wù)器的銷售收入將從2002年的1億美元左右，增長到2005年的4億美元，2008年8.5億美元，且預(yù)計在2010年達到12億美元以上。作為視頻監(jiān)控的組成部分，家庭視頻監(jiān)控也在日益發(fā)展，并且隨著人們對自身安全的重視而不斷得到推廣。

1、視頻監(jiān)控數(shù)字化

視頻監(jiān)控發(fā)展經(jīng)歷了模擬視頻監(jiān)控、半數(shù)字監(jiān)控、數(shù)字監(jiān)控三個階段。對于視頻監(jiān)控，數(shù)字化存儲帶來的是一場革命性的變化。數(shù)字化是21世紀的時代特征，視頻監(jiān)控的數(shù)字化是監(jiān)控技術(shù)的必然趨勢。

2、視頻監(jiān)控智能化

智能化是視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展比較高級的層次。由于視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)量非常大，而用戶真正需要的信息只是少部分，或者說真正需要監(jiān)視的只是發(fā)生概率很少的某些事件，如何通過海量數(shù)據(jù)獲取有價值的信息或者說如何從目視解釋變?yōu)闄C器自動解釋是視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的一個新方向。因為能把視頻監(jiān)控從靜態(tài)的、事后取證變成動態(tài)的、實時預(yù)防和告警對用戶來說顯得更加重要。實際上現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)都配置有如自動位移偵測、晝夜自適應(yīng)切換存儲、預(yù)警設(shè)置（如可疑人物照片、指紋等）等一些低級形式的智能化功能。隨著技術(shù)的發(fā)展，全智能的監(jiān)控系統(tǒng)將要求事發(fā)前能夠識別并作出正確的判斷，為人們提供最為有效、及時的快速反應(yīng)措施。

3、視頻監(jiān)控IP化

視頻網(wǎng)絡(luò)、IPTV等都是網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的重要應(yīng)用。隨著Internet技術(shù)的發(fā)展，基于IP的視頻監(jiān)控更能為人們所接受，網(wǎng)絡(luò)攝像機把壓縮的視頻信息通過TCP/IP協(xié)議，采用流媒體技術(shù)實現(xiàn)視頻在網(wǎng)上的多路復(fù)用傳輸，擁有授權(quán)的用戶可以隨時訪問互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)對整個監(jiān)控系統(tǒng)的指揮、調(diào)度、存儲、授權(quán)控制等功能。鑒于IPv6在服務(wù)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)性能、安全性改善提高一級IPv6對下一代Internet網(wǎng)絡(luò)的影響，基于IP的視頻監(jiān)控將會成為主流。

4、視頻監(jiān)控無線化

無線化包括兩方面內(nèi)容：一是監(jiān)控中心的移動，通常情況下，被監(jiān)控對象或是攝像機往往是固定的。而作為監(jiān)控系統(tǒng)的使用者（監(jiān)控中心）則可以是動態(tài)的，當公司領(lǐng)導(dǎo)出差在外，需了解公司生產(chǎn)情況時，可使用筆記本隨時隨地訪問攝像機的IP獲取信息。二是視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的無線化，隨著無線寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，基于3G的無線視頻應(yīng)用備受關(guān)注。當監(jiān)控點分散且與監(jiān)控中心距離較遠，或被監(jiān)控對象不固定（如出租車、運鈔車等）時，利用傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控對象往往成本高且難以實現(xiàn)，而基于多種無線傳輸手段的移動視頻監(jiān)控實現(xiàn)了不可替代的優(yōu)勢。

視頻監(jiān)控技術(shù)，隨著計算機、編解碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)歷了三個階段的飛躍發(fā)展，目前正朝著數(shù)字化、智能化、IP化、網(wǎng)絡(luò)化繼續(xù)發(fā)展。同時視頻監(jiān)控同其他技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了許多新的應(yīng)用，這有助于滿足不同家庭視頻監(jiān)控用戶的需求。