| | |  | | 实施IP网络视频监控与评估系统应考虑的问题 | [来源] [作者] 陈桂香 [发表时间] 2008-6-28 16:17:00 | | 大家对数字化、网络化的视频管理平台的诸多好处都非常清楚，理由也不言自喻。但在向数字视频系统转换的过程中雳要考虑许多新的情况和因素。本文集中讨论作者认为在设计和评价物理安全系统的视频监控与评估构件时需要考虑的一些问题。
这里重点讨论的几个重要主题是：摄像机灵敏度；数字压缩与解压缩；服务器与工作站；网络和集成传感器报警。由于视频监控与评估可能会不断集成其他物理安全因素，视频系统设计工程师们应当掌握更多不同的技能，从而创建出一个有效全面的安全系统，这样在设计过程中的每一步都有可能使系统变得更具价值。
一、ip视频结构
目前商业市场现有的ip视频监控与评估有三种不同的结构可供选择。对于那些使用模拟摄像机的来说，利用基于网络的dvr（数字视频录像系统）和模拟编码器有可能将输入的模拟视频信号进行数字编码并与ip网络连接。但这些系统最典型的是所输入的是低分辨率ip视频（最大分辨率为4cif，或704×480），因此其功能受到一定的限制。但要想从模拟视频那里获得更高分辨率是不现实的。
而本身就是ip型的摄像机可以创建一个完全ip视频平台，提供更具灵活性的分辨率为4cif和更高像素分辨率的视频流。但是这些ip系统在结构上与dvr或编码器大不相同，它会要求在现场安装其他网络基础结构，从而对现有模拟系统进行升级。使用模拟编码器或ip摄像机的系统都可以使用nvr（网络视频录像系统）存储视频录像。图1所示的三个图形是对上文所讨论的三种结构的简单说明。
二、摄像机灵敏度
一般来讲，lp摄像机在低明度条件下的灵敏度不如模拟安全摄像机，任何ip摄像机的结构都必须考虑到这一点。在内部使用时光照条件比较好，共拍摄效果可以得到保障，因此不用考虑这个问题，但当在户外搭建安全系统时如果要选择使用这种摄像机就要充分考虑到它的这一特点。各种ip摄像机的图像噪声类型有所不同，可以通过某种ip摄像机技术查看到。摄像机如果成像尺寸更大、像素更高，那么在低照度条件下灵敏度会更高，因为尺寸更大、像素更高可以聚集更多的光线。
三、数字压缩与解压缩
如果使用模拟系统，那么传送到操作员控制台的视频流的图像质量与摄像机直接拍摄到的视频图像相差无几。而使用数字系统的话，压缩和解压缩过的视频流在操作员控制台的视频质量会有很大差别。
人们对几个不同制造商生产的几种不同的ip装置进行了调查和研究。每家制造商所采用的编码方案都不相同，这对上文所讨论的三种结构下的编码与解码会造成不同影响，也会带来一些问题。主要问题是，有效的线分辨率会丢失，这与像素分辨率略有不同。当今市场上的ip摄像机声称分辨率为4cif，相当于704×480像亲，而更新的安全摄像机分辨率甚至可以达到百万像素。美国sandia实验室曾经用模拟系统做过测试，结果表明要想得到某目标的有效评估最低分辨率必须达到6htvl/ft，分辨率是由eiaretma分辨图决定的。
这种6htvl/ft制式一般能够让操作者充分区别不同类型的报警来源，因此仍然适用于数字系统。需要注意的是，像素分辨率在计算时不能简单地替换有效线分辨率加以使用。在sandia所做的调查中，对一些4cif ovr、编码器、 4cifip摄像机和百万像素ip摄像机进行了测试。由于这是不全面的市场测试，所以只选择了在当时市场上采用有代表性技术的产品。测试的4cif产品的有效线分辨率大大降低。这可能是零售商们所采用的数字压缩技术造成的，这也是所有4cif数字视频产品普遍性的问题。
百万像素摄像机有一个与生俱来的好处，其有效线分辨率与其更高的像素分辨率受数字压缩的影响很小，通过调焦放大的影像图表明百万像素摄像机的整个有效线分辨率大概为625htvl。
操作员控制台还必须考虑视频解压缩这个因素。对于一个时间性和可获取性要求都很高的系统来说，安装一个有效的视频编／解码器是最起码的要求。windowsmedia的视频编／解码器对于某种特殊编码方案可能不是最好的。例如，采用mjpeg这种压缩方式，利用一种更优化的编／解码器相比windows media编／解码器而言，所占用的cpu可能会减少30－50％。节省下来的cpu空间可以使系统操作更加顺畅。
四、服务器与工作站
自从典型的商业服务器软件产品出现以来，使用模拟编码器和ip摄像机的网络系统已经引入了许多全新的视频监控与评估元素。视频系统设计者们必须很熟悉这些服务器硬件和软件，这样才能将其应用到系统的设计当中并进行有效的维护。计算机安全技能现在也非常流行，系统设计者们必须能够允许适当一部分人读取他们需要的东西，同时又得阻挡那些未经授权的人。从理论上讲，因为这些是网络视频系统，任何有条件利用计算机进入安全系统的人也能够读取系统的每个摄像机或编码器，只要正确地建立了网络安全。服务器也必须维护物理进入控制，防止系统遭到破坏。
服务器和工作站的稳定性也是一个重要的问题。市场上出现了越来越多的更加稳定的服务器平台，如基于linux的产品，但工作站常常受限制于标准pc。
五、网络
有效视频监控与评估必须能够为操作员们提供及时的、高质量的视频。这里包括下列几种情况：一是不能为了节省网络带宽而将视频过度压缩，因为这样的压缩视频操作者可能无法打开。二是操作员不能过度地存取视频，特别是对于ptz监视摄像机来说，操作员应当实时地查看ptz的变化情况。
在所测试的ip装置中，网络带宽在12至15mbps的情况很普通。可是现有网络要处理这样的带宽可能会存在一些问题，特别是当他们不是专门用于物理安全的时候。如果使用分辨率稍低的摄像机、更高的压缩、或更低的帧速率可能会在价格方面得到一定的实惠，但还应当考虑系统的使用效果如何。建议安装一个专用安全网络来控制系统安全保证系统有效运转。表1所反映的是上文所讨论的三种结构均衡使用网络带宽的情况。这些带宽不是永恒不变的，速率最高的是百万像素摄像机，能达到20mphs。确定这些数字的前提条件是要得到相似的图像质量，并且针对的是每一台摄像机或编码器。
六、集成传感器报警
在过去时间里，警报通信和显示（ac＆d）系统只需要控制一个视频矩阵交换机，并且常常是通过一个直接的、分配好的序列连接到交换机。这些交换机允许输入不同的视频并显示在操作员的控制台上，可以是某报警事件的视频，也可以是操作员自行定义的某种视频。网络视频系统拥有相比模拟交换机更多的特征，比如回路预报警重放，将视频发布到多个地点，并在网络上显示出来。许多监视控制只能通过视频零售商的界面进行控制，尽管这对于物理安全系统来说还是一个不现实的办法。
周界安全操作员应当只连接到一个系统，那就是ac＆d系统，以防造成混乱。这也意味着，ac＆d系统应当与视频系统通信相集成，从而实现整个周界安全系统的无缝连接和操作。视频零售商们必须拥有一个开放式的aip（用程序界面），或者愿意与ac＆d系统分享其界面。与此相类似的；视频零售商们必须愿意并能够与市场上任何新出现的ip视频装置相连接。这样以来，对于任何类型的ip视频或通信连接都适用的开放式标准越来越受人追捧。mjpeg、mpeg—2、mpeg－4等就是这样的例子，它们采用标准ip视频协议。而标准xml信息格式是开放式通信界面的一个例子。
七、结论
用于物理安全的视频监控与评估系统正越来越与其他物理安全系统相集成。与其他系统的合作也成为确保有效的物理安全系统的必要条件。零售商们必须要共同努力才能措建成为一个完整的系统。
正是因为要考虑众多新的因素；视频监控与评估系统也变得更加复杂起来。本文已经讨论了一些，但在建立整个物理安全系统时，还必须要考虑哪种视频结构及构件最适合，并做出最后决定。显而易见，视频系统设计工程师们应当掌握更多基于it的技能，从而设计出更加有效的安全系统。
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