安全防范系統(tǒng)是以維護社會公共安全為目的，運用安全防范產(chǎn)品和其它相關(guān)產(chǎn)品所構(gòu)成的入侵報警系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、防爆安全檢查系統(tǒng)等；或由這些系統(tǒng)為子系統(tǒng)組合或集成的電子系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)。據(jù)《中國安防行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》顯示，截至2010年，我國安防行業(yè)總產(chǎn)值達2300多億元，其中安防產(chǎn)品產(chǎn)值約為1000億元。而根據(jù)《規(guī)劃》對于“十二五”期間產(chǎn)業(yè)規(guī)模翻一番的要求估算，2015年安防行業(yè)總產(chǎn)值將達5000億元。視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為安防系統(tǒng)的重要組成部分，由于其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展、行業(yè)規(guī)模不斷擴大，占據(jù)了整個國內(nèi)安防行業(yè)市場份額半數(shù)以上。本文主要探討視頻監(jiān)控發(fā)展演變的歷程。
視頻監(jiān)控發(fā)展的四個階段
隨著計算機多媒體技術(shù)、編碼壓縮技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、存儲技術(shù)等與視頻監(jiān)控的不斷融合，視頻監(jiān)控的發(fā)展經(jīng)歷了模擬視頻監(jiān)控、數(shù)字視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控、高清視頻監(jiān)控的演進，產(chǎn)品的功能、形態(tài)和視頻監(jiān)控的組成架構(gòu)等各方面都發(fā)生了巨大的變化。
模擬視頻監(jiān)控階段
模擬視頻監(jiān)控開始于20世紀70年代，該階段主要利用模擬攝像機進行視頻信號采集，通過同軸電纜將視頻信號傳輸?shù)骄仃囍鳈C或顯示與記錄設(shè)備。在模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，以模擬矩陣、模擬鍵盤為主的切換控制設(shè)備是整個系統(tǒng)的核心，而顯示與錄像設(shè)備則多采用監(jiān)視器和磁帶式錄像機(VCR，VideoCassetteRecorder)。
模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)又稱為閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV，ClosedCircuitTelevision)，它由模擬攝像機、視頻分配器、模擬矩陣、控制鍵盤和磁帶錄像機(VCR)等組成，可以實現(xiàn)監(jiān)視、錄像、回放等基本功能，主要采用同軸電纜(75Ω，1.0Vp-p)進行復(fù)合視頻廣播信號(CVBS，CompositeVideoBroadcastSignal，)的傳輸。
數(shù)字視頻監(jiān)控階段
數(shù)字視頻監(jiān)控開始于20世紀90年代末期，該階段主要利用視頻壓縮板卡將模擬攝像機采集的模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換、編碼、壓縮，同時利用PC機進行本地存儲。該階段的硬盤錄像機采用PC式架構(gòu)，主要實現(xiàn)了模擬信號數(shù)字化和視頻編碼、壓縮、存儲功能，在網(wǎng)絡(luò)傳輸、軟件應(yīng)用、矩陣控制等方面的功能并不十分完善，因此在實際項目應(yīng)用中，通常與模擬矩陣配合使用。
PC式硬盤錄像機(PC-DigitalVideoRecoder，PC-DVR)誕生于數(shù)字視頻監(jiān)控時代的起步階段，為數(shù)字視頻監(jiān)控能夠順利完成模擬信號的數(shù)字化提供了可靠保障，有效解決了模擬視頻監(jiān)控錄像存儲介質(zhì)及存儲周期的局限性問題。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由模擬攝像機、PC式硬盤錄像機、顯示器等組成，可以實現(xiàn)監(jiān)視(監(jiān)聽)、錄像、回放、報警聯(lián)動、語音對講、實時控制等基本功能。
PC式硬盤錄像機除能實現(xiàn)前端模擬信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換、編碼、壓縮外，還能實現(xiàn)壓縮數(shù)據(jù)的本地存儲，信號傳輸介質(zhì)仍是同軸電纜(75Ω，1.0Vp-p)。
網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控階段
網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控開始于2005年左右，該階段初期主要利用嵌入式網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像(E-DVR，EmbeddedDigitalVideoRecoder)或嵌入式視頻服務(wù)器(DVS，DigitalVideoServer)將模擬信號進行數(shù)字化、編碼、壓縮后接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控。隨著平安城市建設(shè)的不斷深入、金融等行業(yè)視頻監(jiān)控規(guī)模的不斷擴大，視頻監(jiān)控的聯(lián)網(wǎng)需求日漸明顯，對視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展產(chǎn)生了積極的影響。目前，我國視頻監(jiān)控行業(yè)已基本實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控。
1、模擬接入方式的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控
日常應(yīng)用中，小型監(jiān)控場景中如果對視頻清晰度要求不是很高，可能會選用模擬方案，即采用“模擬攝像機+DVR+顯示器+PC(客戶端)”的架構(gòu)。在該種架構(gòu)下，前端通常采用標清模擬攝像機實現(xiàn)視頻信號的采集，通過同軸電纜傳輸?shù)紻VR中進行編碼并存儲，DVR可接顯示器進行實時預(yù)覽、回放等操作。該方案中一般由DVR實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能，客戶端可通過遠程訪問DVR，實現(xiàn)遠程操作。
2、模數(shù)混合接入方式的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控
前端模擬攝像機的信號可以直接傳送到監(jiān)控中心，也可以通過在靠近前端設(shè)備處放置視頻編碼設(shè)備，將若干路模擬視頻信號進行數(shù)字化、編碼壓縮，轉(zhuǎn)換為可以在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包(或直接使用網(wǎng)絡(luò)攝像機)，通過IP網(wǎng)絡(luò)(有線/無線方式)傳送到監(jiān)控中心。在監(jiān)控中心內(nèi)，模擬信號通過視頻分配器接入模擬矩陣，而數(shù)字信號則通過視頻解碼設(shè)備轉(zhuǎn)換成模擬視頻信號接入模擬矩陣，所有的視音頻數(shù)據(jù)存儲在混合型硬盤錄像機(H-DVR)中。
高清視頻監(jiān)控階段
聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控作為一種基本應(yīng)用被滿足后，渴望看清人臉、車牌等細節(jié)特征的需求使得用戶的注意力轉(zhuǎn)移到了視頻清晰度的提升上，高清視頻監(jiān)控開始嶄露頭角。
要實現(xiàn)真正意義上的高清視頻監(jiān)控，采集、傳輸、存儲、解碼、顯示、控制各個環(huán)節(jié)都有嚴格要求，缺一不可。我國的視頻監(jiān)控行業(yè)尚處于高清視頻監(jiān)控的起步階段，高清這個趨勢仍將持續(xù)很長一段時間。
1、全IP接入方式的高清視頻監(jiān)控
全IP接入方式的高清監(jiān)控是目前最為典型的應(yīng)用模式之一。該架構(gòu)下，視音頻數(shù)據(jù)以IP包的形式在IP網(wǎng)絡(luò)上進行傳輸。
前端：采用網(wǎng)絡(luò)高清攝像機進行視頻圖像采集后編碼壓縮通過網(wǎng)絡(luò)回傳，并可將報警和聲音等信號接入攝像機一并回傳。
傳輸：數(shù)據(jù)傳輸通過以太網(wǎng)層層連接。
存儲：因為視頻流全部為編碼后的數(shù)字信號，可以通過NVR、NAS或IPSAN做存儲。
顯示：可通過解碼器對前端視頻源進行解碼上墻顯示，完成圖像顯示的輪巡、切換等操作。
控制：可通過鍵盤控制解碼器或者前端球機、云臺等設(shè)備完成相應(yīng)操作。
管理：可通過客戶端對所有的設(shè)備進行統(tǒng)一管理，并與報警、聲音等信號進行聯(lián)動。
2、全數(shù)字接入方式的高清視頻監(jiān)控
一般來看，全數(shù)字接入方式的高清監(jiān)控模式相對應(yīng)用較少。
前端：攝像機傳輸?shù)男盘柺菑膱D像傳感器上采集到未經(jīng)壓縮的裸數(shù)據(jù)，在圖像細節(jié)、色彩還原、控制延遲等方面比網(wǎng)絡(luò)攝像機有優(yōu)勢，但成本較高。
傳輸：數(shù)據(jù)傳輸一般通過HD-SDI或者光線傳輸，因HD-SDI傳輸最大距離100米，若要進行遠距離傳輸則需采用光端機。
存儲：因為傳輸回中心的視頻流是未經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)，容量很大，需要經(jīng)過高清編碼器壓縮后才可以通過NVR、NAS或IPSAN做存儲。
顯示：傳輸回中心的視頻流可通過視頻分配器分離出一路視頻上數(shù)字矩陣，數(shù)字矩陣可對HD-SDI信號和光線信號等直接進行切換上墻顯示，也可以完成圖像顯示的輪巡、切換等操作，但是數(shù)字矩陣成本較高。
控制：可通過鍵盤控制數(shù)字矩陣或者前端球機、云臺等設(shè)備完成相應(yīng)操作。
管理：可通過客戶端對所有的設(shè)備進行統(tǒng)一管理，并與報警、聲音等信號進行聯(lián)動。
結(jié)束語
2010年被視為高清監(jiān)控的元年，各大廠家紛紛推出以高清攝像機為主的產(chǎn)品和解決方案，在各大論壇交流中“高清”的呼聲也越來越多。
這兩年，企業(yè)逐漸加大對高清產(chǎn)品的投入，并引領(lǐng)著其他中小企業(yè)加速向高清時代邁向，“高清”、“高清監(jiān)控”等概念逐漸被大家認知與接受。但接踵而來的是高清監(jiān)控帶來的海量信息的存儲、檢索問題。面對如此龐大的信息，如何有效解放人力、提高事前防范能力；如何整合社會各行各業(yè)視頻資源、節(jié)約存儲空間、實現(xiàn)信息互聯(lián)互通成為我們下一步需要思考的重要問題。
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