浅谈家庭网络视频监控技术及前景应用

随着人们生活水平的提高和网络的普及，安全防护越来越深入人心。尤其是近几年信息技术的发展和人们居住环境的改善，促使人们对家庭安全防范的意识得到空前强化。家庭网络视频监控，凭借着技术上与IP网络的无缝兼容以及所提供的远程实时视频处理能力和其他网络应用，一出现就以每年40%的增长速度迅速成为市场增长最快的一个产品，其市场需求不可限量。其实，家庭网络视频监控是社会发展的必然产物，它是个人对社会单元细胞--家庭的安全要求。那么，家庭视频监控工作原理到底是怎么样的呢?下面，我将简单谈谈家庭视频监控方面的一些技术问题：

　　技术问题

　　常用的家庭监控系统一般包括一组摄像头、监视器和中央存储单元(DVR)，DVR在存储之前对视频输入进行多路复用。具备嵌入式DVR的PC能够驱动基本分析功能，也可以完成监视和存储功能。基本家庭监控系统的分析和报警功能通常只限于简单的移动探测和时间或者日期标记等。HMI(人机接口)受限于DVR设备，与PC联网后，控制和监视功能会大幅度提高。

　　更高级的监控系统则增加了音频监视、更多的视频输入、远程控制和监视互联网链接、CD刻录以及全面的报警和呼叫等功能。高端系统还包括服务器(流复用)，采用独立的附加存储单元来替代DVR。高端系统还能提供高级移动探测功能，包括智能区域和边界等。例如，在一个摄像头的观察范围内，人行道上有很多的人流不会引起报警，而家庭和人行道之间的区域出现大量人流则会触发移动报警。高级分析功能还包括某人闲逛甚至包裹坠落探测等。系统能够识别出极少移动或者没有移动的物体。在非常高端的家庭系统中，摄像头就可以完成分析功能，并进行实时探测和报警。

　　DVR是在数字视频监控系统基础上发展起来的，DVR采用数字音/视频压缩/解压缩的编解码技术，用硬盘来本地储存经压缩编码后的数字音/视频数据流，用网络来远程传输经压缩编码后的数字音/视频数据流和控制信息，集图像画面分割、多路视频切换、录/放像机等功能于一体。硬件上还可连接传感器、警报器、云台和镜头控制器等，实现监视范围的搜索和目标锁定，以及环境监控和报警输出;软件上还可增加图像移动侦测、特征提取等辅助功能，以满足某些特定应用的需求。

　　DVR按产品的结构可分为基于PC的DVR和嵌入式DVR二种，这二种DVR产品各有优缺点。基于PC的DVR经过多年的开发和应用，功能日趋完善、产品日趋成熟，并可充分利用PC机上丰富的软/硬件资源。但PC机所采用的Windows操作系统为非实时操作系统，并且易受病毒攻击，影响了系统的可靠性和稳定性，另外其昂贵的成本，使其难于普及到家庭使用。嵌入式DVR，没有了PC机强大的软/硬件资源的支持，其产品的灵活性和功能的丰富性受到一定程度的限制，但随着近年来芯片技术的不断发展，嵌入式DVR的功能日益丰富、产品日益成熟，加之嵌入式DVR固有的稳定性和低成本，越来越被人们接受，尤其在家庭普及应用中。

　　基于PC的DVR操作系统一般为Windows操作系统，它具有具有应用普遍、使用简单、日后维护方便、软件易于升级等特点。但Windows操作系统本身具有不稳定性，但系统中除了运行DVR应用软件外，还运行其它的软件时，系统将不稳定，甚至出现"死机"等严重问题，影响系统的正常运行。

　　Linux操作系统支持多用户、多任务、及多道处理，是以网络环境为基础的操作系统，具有完整的网络功能，使用者可以在Linux下以单机连上互联网，也可架设局域网络(LAN);还可以Linux架设各种服务器，提供在互联网以及内部网的邮件、FTP和Web等各种服务，方便DVR实现网络化。

　　不过，对于普通家庭用户而言，人们还是首选Windows系统，毕竟不是人人都熟悉Linux系统的使用。

　　解决方案

　　介绍几种应用较多的家庭监控解决方案：

　　1、网络摄像机

　　你只需要购买一个网络摄像机，(一般还需要加一个路由器)，将网络摄像机通过网线与路由器相连，就可以实现局域网监控。大部分情况下在路由器做一下端口映射就能实现远程监控了。目前已经有些厂家实现了路由穿透技术，不需要用户路由器设置，真正实现了即插即用，对于电脑不熟悉的用户来说是件好事。

　　网络摄像机在监控前端不需要电脑来配合就可以通过因特网实现远程监控，不仅可以通过客户端软件查看，还可以直接通过IE来浏览。另外，大部分网络摄像机还支持移动侦测，录像，历史回放，抓拍等功能。

　　由于监控前端只需要一个嵌入式的设备，降低了成本，降低了安装的复杂度，维护也很简单。安装上，现在许多现场都是已经有了网络的，可以直接利用，如果采用视频线，往往要重新布线，成本高。

2、摄像机+视频采集卡+电脑+监控软件

　　现在各类采集卡基本上都有自己的监控软件，一般都能实现远程监控功能，用户需要购买摄像机，视频采集卡(一般免费配送软件)，在自家的电脑上插好采集卡，再把摄像机与采集卡连接上，运行监控软件就可以实现局域网和远程监控。

　　此类方案比较成熟，行业监控使用很多。对于已经装修好的家庭来说重新布视频线是不太愿意的，另外由于家里电脑必须24小时开着，但又不能提供一个好的运行环境。从使用成本，从稳定性来说都不如人意。所以尽管此类技术出现较早，较成熟，但是还未能普及家庭用户。更重要的是由于监控成本太高，不能让大部分家庭接受。

　　3、视频服务器+模拟摄像机

　　视频服务器使用的情况和网络摄像机类似，成本略高，安装上比网络摄像机麻烦些，能跟据用户的需求配置摄像机。随着网络摄像机以及视频服务器技术的完善，网络环境的改善，视频监控门槛将降低，对于家庭用户，连锁店，学校这些监控要求不高的场合，使用此类设备将能满足大部分用户的需求。

　　应用前景

　　网络视频监控的市场目前非常广阔。根据2005年Frost&Sullivan的一份关于全球视频监控设备市场的报告指出，网络摄像机和视频服务器的销售收入将从2002年的1亿美元左右，增长到2005年的4亿美元，2008年8.5亿美元，且预计在2010年达到12亿美元以上。作为视频监控的组成部分，家庭视频监控也在日益发展，并且随着人们对自身安全的重视而不断得到推广。

　　1、视频监控数字化

　　视频监控发展经历了模拟视频监控、半数字监控、数字监控三个阶段。对于视频监控，数字化存储带来的是一场革命性的变化。数字化是21世纪的时代特征，视频监控的数字化是监控技术的必然趋势。

　　2、视频监控智能化

　　智能化是视频监控技术发展比较高级的层次。由于视频监控的数据量非常大，而用户真正需要的信息只是少部分，或者说真正需要监视的只是发生概率很少的某些事件，如何通过海量数据获取有价值的信息或者说如何从目视解释变为机器自动解释是视频监控技术发展的一个新方向。因为能把视频监控从静态的、事后取证变成动态的、实时预防和告警对用户来说显得更加重要。实际上现有的监控系统都配置有如自动位移侦测、昼夜自适应切换存储、预警设置(如可疑人物照片、指纹等)等一些低级形式的智能化功能。随着技术的发展，全智能的监控系统将要求事发前能够识别并作出正确的判断，为人们提供最为有效、及时的快速反应措施。

　　3、视频监控IP化

　　视频网络、IPTV等都是网络快速发展的重要应用。随着Internet技术的发展，基于IP的视频监控更能为人们所接受，网络摄像机把压缩的视频信息通过TCP/IP协议，采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输，拥有授权的用户可以随时访问互联网，实现对整个监控系统的指挥、调度、存储、授权控制等功能。鉴于IPv6在服务质量、网络性能、安全性改善提高一级IPv6对下一代Internet网络的影响，基于IP的视频监控将会成为主流。

　　4、视频监控无线化

　　无线化包括两方面内容：一是监控中心的移动，通常情况下，被监控对象或是摄像机往往是固定的。而作为监控系统的使用者(监控中心)则可以是动态的，当公司领导出差在外，需了解公司生产情况时，可使用笔记本随时随地访问摄像机的IP获取信息。二是视频监控网络的无线化，随着无线宽带网络发展，基于3G的无线视频应用备受关注。当监控点分散且与监控中心距离较远，或被监控对象不固定(如出租车、运钞车等)时，利用传统有线网络的视频监控对象往往成本高且难以实现，而基于多种无线传输手段的移动视频监控实现了不可替代的优势。

　　视频监控技术，随着计算机、编解码、网络传输技术的发展，经历了三个阶段的飞跃发展，目前正朝着数字化、智能化、IP化、网络化继续发展。同时视频监控同其他技术相结合，产生了许多新的应用，这有助于满足不同家庭视频监控用户的需求。