視頻監(jiān)控系統(tǒng)升級改造經(jīng)驗淺析

陳世鵬，謝 芳，程賜豪

（海峽之聲，福州 350001）

眾所周知，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在社會上各行各業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用，如防盜、道路交通，數(shù)據(jù)監(jiān)控等等，它不僅可以有效減少勞動力，還能實時錄像，為事后取證提供渠道。鑒于不斷升級的安全形勢要求，傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控慢慢被淘汰，改造升級的監(jiān)控系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字、智能技術(shù)相結(jié)合，將以往“被動監(jiān)控”轉(zhuǎn)化為“主動監(jiān)視”，在達到傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)要求的同時，還能實現(xiàn)自動檢測、識別安全威脅等功能[1]。

1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造項目背景

1.1 傳統(tǒng)模擬監(jiān)控結(jié)構(gòu)介紹

傳統(tǒng)模擬監(jiān)控采用視頻線傳輸模擬信號，依據(jù)現(xiàn)實情況，如圖1所示，門崗值班室分三個方向共設(shè)三路模擬攝像頭，一臺DVR 硬盤錄像機，視頻記錄時間大概為28天。DVR 硬盤錄像機設(shè)一臺獨立顯示器，可供門衛(wèi)查看，但對監(jiān)控設(shè)備無統(tǒng)一操作功能。該套系統(tǒng)僅具備實時查看與視頻錄像功能，無法與控制中心實現(xiàn)互聯(lián)互通。

圖1 傳統(tǒng)監(jiān)控分布圖

1.2 現(xiàn)實需求

按照六個重點部門七個點位都需納入監(jiān)控范疇的現(xiàn)實需求，為進一步提高安防監(jiān)控水平，對改造升級的視頻監(jiān)控系統(tǒng)提出如下要求：

（1）以網(wǎng)絡(luò)傳輸手段，實現(xiàn)六個重點部門視頻監(jiān)控互聯(lián)互通。

（2）使用高清數(shù)字?jǐn)z像頭，提高畫面清晰度。

（3）實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)智能化，增加視頻告警功能。

（4）控制室設(shè)立統(tǒng)一操作中心，包括調(diào)整攝像頭角度、設(shè)置自動告警等。

2 系統(tǒng)設(shè)計方案

2.1 監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓撲設(shè)計

圖2 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控結(jié)構(gòu)圖

為全面升級視頻監(jiān)控系統(tǒng)，達到互聯(lián)互通、中心管控、視頻告警等目的，本次升級改造采用網(wǎng)絡(luò)手段傳輸所有視頻信號，再通過功能軟件實現(xiàn)實時告警，變傳統(tǒng)的被動監(jiān)控為主動監(jiān)視，結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2所示：

結(jié)構(gòu)設(shè)計顯示，整套視頻監(jiān)控系統(tǒng)共分為三個部分：視頻信號采集、信號傳輸、后端處理。

2.1.1 視頻采集

為獲取良好的監(jiān)控畫面質(zhì)量，六個部門七個點位視頻信號采集依賴于市場主流使用的網(wǎng)絡(luò)高清攝像頭，將原先門崗3個傳統(tǒng)的模擬攝像頭及財務(wù)部門、檔案室、車庫統(tǒng)一更換使用清晰度為1080P 的槍式網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像頭，并在辦公大廳安裝球形攝像頭，該球形攝像頭可通過后臺操作實現(xiàn)多角度轉(zhuǎn)換，方便大廳內(nèi)零死角監(jiān)控。

2.1.2 信號傳輸

網(wǎng)絡(luò)攝像頭利用網(wǎng)絡(luò)媒介將視頻信號傳輸至硬盤錄像機，傳輸手段主要通過雙絞線，但因現(xiàn)實情況特殊，車庫與辦公大廳、辦公大廳與門崗距離較大，且為室內(nèi)環(huán)境，距離超過雙絞線最佳傳輸距離（＞100m），為有效傳輸網(wǎng)絡(luò)信號，必須先將雙絞線傳輸?shù)碾娦盘柪霉怆娹D(zhuǎn)換設(shè)備轉(zhuǎn)換為光信號，再利用單模光纖進行傳輸，為節(jié)約成本，這里考慮使用四芯單模光纜（兩芯作為主用光纖用于傳輸，另外兩芯作為備用），當(dāng)光信號傳輸至室內(nèi)后，再利用相對應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換回電信號進行傳輸。

2.1.3 后端處理

當(dāng)所有部門的視頻信號通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂剖液?，利用網(wǎng)絡(luò)交換機將信號集中至一路，傳輸?shù)接脖P錄像機進行存儲。為方便察看及處理，控制室配備一臺終端計算機，計算機可通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器訪問硬盤錄像機IP 或者直接訪問網(wǎng)絡(luò)攝像頭IP 察看實時畫面，當(dāng)訪問辦公大廳的球形攝像頭時，可后臺操作該攝像頭，實現(xiàn)包括調(diào)整視頻角度、放大縮小畫面等功能。

2.2 需要注意的地方

（1）IP 地址設(shè)置。在接入攝像頭之前，需要為每個攝像頭及硬盤錄像機提前設(shè)置IP 地址，地址應(yīng)配置在同一網(wǎng)段才能實現(xiàn)互聯(lián)互通。

（2）使用光纖傳輸?shù)目紤]。如今市場上的光纖主要分單模和多模兩類，與多模光纖相比，單模光纖的優(yōu)勢表現(xiàn)如下：一是傳輸距離更遠，單模光纖傳輸距離可達五千米以上；二是傳輸速率更快，單模光纖傳輸速率在100Mb/s 至1Gb/s 之間，以激光為信號傳輸媒介，具有更高精準(zhǔn)、高效的傳輸能力，后期新增監(jiān)控點位也不會因帶寬受限；三是單模光纖比多模光纖直徑更小，更易于穿管敷設(shè)，更適合用于傳輸遠程信號。

由于光纖及跳線本身使用的材質(zhì)較為嬌氣，在穿管及使用過程中，即使在有保護套的情況下也不能過度彎曲和環(huán)繞，否則容易損壞，更重要的是會增加光傳輸衰減，會嚴(yán)重影響視頻信號質(zhì)量。

3 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字智能監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢

3.1 數(shù)字化優(yōu)勢

從前端視頻采集部分分析，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像頭較模擬攝像頭最根本的優(yōu)勢是視頻信號的所有處理過程都是數(shù)字化。如今市場上數(shù)字?jǐn)z像頭像素可達上千萬，無疑清晰度比模擬攝像頭更高，在傳輸過程中，高壓縮編碼率的數(shù)字信號還能提供更快的傳輸效率、更高質(zhì)量的視頻畫面，后端存儲也能大大減少硬盤占用空間。以此來看，從信號的采集、傳輸再到存儲，都比模擬監(jiān)控系統(tǒng)更能夠適應(yīng)如今的安防監(jiān)控需求。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化優(yōu)勢

因視頻信號基于網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，任何裝有標(biāo)準(zhǔn)Web 瀏覽器的PC 終端，只要連接入監(jiān)控局域網(wǎng)，即可通過用戶登錄進行管理和查看視頻圖像，用戶可以遠程實現(xiàn)如錄像設(shè)置，云臺控制，報警設(shè)置，雙向?qū)χv，升級管理等功能。如要增加監(jiān)控點位，只需為攝像頭分配好IP 地址，并將其連接入監(jiān)控局域網(wǎng)即可，大大提高監(jiān)控系統(tǒng)擴展功能。

3.3 智能化優(yōu)勢

本次監(jiān)控系統(tǒng)升級改造引入智能分析視頻軟件，智能視頻分析是人工智能研究的一個分支，是一種基于目標(biāo)行為的智能監(jiān)控技術(shù)[2]。傳統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備主要依賴于值班員的肉眼觀察，但由于人生理上的弱點，有很大可能性錯過監(jiān)控畫面內(nèi)的各種危險因素。帶有智能監(jiān)控功能的攝像頭可以實現(xiàn)以下四個功能：一是行為異常監(jiān)測；二是值班員離崗檢測；三是監(jiān)控畫面故障檢測；四是入侵檢測。這些智能功能能夠改變以往單一的監(jiān)控模式，真正達到用攝像機代替人眼、變事后取證為主動防御的安防目的[3]。

4 結(jié)束語

現(xiàn)如今，社會上各種不安全因素層出不窮，網(wǎng)絡(luò)智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運而生，被應(yīng)用在各個不同的領(lǐng)域，發(fā)揮著不可替代的重要作用。本文只是通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)的改造實踐，闡述了改造過程中得出的經(jīng)驗和體會，且因監(jiān)控需求并不復(fù)雜，應(yīng)用到的監(jiān)控技術(shù)屬常用范疇，展現(xiàn)的內(nèi)容也只是監(jiān)控領(lǐng)域的一小部分。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展、智能水平不斷提高的現(xiàn)今社會，監(jiān)控技術(shù)早已與諸如云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等重要技術(shù)結(jié)合發(fā)展，潛力不可估量。