视频编码器或视频服务器需要处理视频信号的采集、编码压缩、通信、报警以及控制等,视频数据量大,实时性要求高,需要大量的计算资源,容易产生系统不稳定因素。为了提高视频监控系统的可靠性,除了要采用基于专用嵌入式系统的编码器外,还应该避免采用单个视频编码器处理多路视频信号和报警控制信号的设计。
对每一路视频信号配置一个视频编码器
目前,在很多视频监控系统的设计中,经常将多路视频信号接入一个视频编码器,或通过画面分割器组合后接入一个视频编码器。这样,一旦视频编码器或画面分割器出现故障,则所连接的所有视频监控点都不能被监视/监控到。这种设计,对于可靠性要求较高的工业监控场合,特别是远程监控应用,是不能接受的。应该对每一路视频信号配置一个视频编码器。监控中心既可以同时监视多路视频(4路、9路、16路等)或分别监视每一路视频。某一个视频编码器的故障只会影响某一路视频监控,而不会影响其它摄像头的监控。此外,通过合理布置摄像头以及配置一些带云台控制的摄像头,会进一步提高冗余监控的能力。
支持多个远程监控中心
远程视频监控系统的“远程”概念,包含两个含义:一个是从摄像头到监控中心是远距离的,另一个是有两个以上监控中心(或监控工作站)且监控中心之间是远距离的。
对于很多工业监控场合,监控中心通常不只一个,多个监控中心不在局域网连接的范围内,需要通过广域线距连接,如一个E1线路或几个E1线路,有时甚至低于1Mbp带宽的线路连接。又要在一条线路上同时监控多路视频监控点。传统的做法是通过画面分割器将多路视频信号组合成一路视频信号,然后通过一个视频编码器转换成IP视频监控包在广域网线路上传输。这种实现方式的问题是会造成单点故障,整个视频系统的可靠性低。此外,画面分割器本身会产生较大的图像质量下降和延时。事实上,现有的网络多媒体技术特别是基于嵌入式的系统和采用MPEG-4基于对象编码压缩的技术,完全可以在E1线路甚至更低带宽线路上保证高质量的视频图像。这也正是基于模拟的画面分割器最先被数字视频监控系统淘汰的原因。
支持远程实时录像和录像回放
远程实时录像回放对于及时分析问题、及时采取措施是非常重要的。远程实时录像回放功能的实现需要充分考虑通信线路带宽的限制以及采用高效的压缩标准(如MPEG-4)和技术,应该采用录像资料本地存放和在线实时回放相结合的技术方案。
支持组播技术
由于视频信号数据量大,即使采用MPEG-4标准的编码压缩技术,要想获得高质量的视频效果,仍然需要占用较高的带宽。特别是,视频监控系统要同时监控多路视频信号,有时是几十路视频信号。如果视频监控系统不支持组播,网络负担将非常重,甚至不能支持多个监控工作站同时能够监视的需求。对于多个远程监控中心的应用场合,更是无法实现。支持组播技术,能够有效利用网络带宽,对于多个监控工作站或多个监控中心,同一个视频信号只需传输一次。事实上,目前的网络交换机和路由器基本都支持组播,如Cisco的全系列路由器和Cataly2900以上的交换机产品。
减少模拟信号的衰减
目前,用于数字视频监控系统的摄像机输出信号仍然是模拟视频。纯数字化的摄像机或者摄像机/编码器一体化的设备很少在视频监控系统中使用。数字视频监控系统之所以能够提供稳定的、高质量的视频图像,并不是因为视频编码器能够做到无损压缩或者提供比模拟视频输入信号分辨率更高的数字视频信号,而是因为数字视频信号的传输能做到无衰减,并且不受环境干扰的影响。模拟视频信号的衰减很严重,传输距离不能超过1000m,否则必须采用光纤传输。而且,图像质量受环境干扰影响大。
在数字视频监控系统中,要想获得高质量的图像监控效果,应尽量缩短模拟传输线的距离,减少模拟设备的使用。为此,视频编码器配置应尽量靠近视频源。同时,减少画面分割器等模拟设备的使用。
支持灵活的报警策略和视频移动报警
视频监控系统的目标是安全防范,包括防火、防盗和设备监控等。除了实时视频监控能够及时发现问题外,还有许多辅助设备能够提供事件和报警信息,如红外对射探头、门禁、玻璃压碎探测器、烟感探头以及各种压力、温度、位置等传感器。视频监控系统必须能接收各种报警信号,及时传回监控中心,并能设置灵活的报警策略。视频移动报警是一个重要的报警方式,也是数字视频监控系统的独特优势。通过在画面上设置报警区域,能够及时地检测到监视场景中物体的移动,表面损坏和变形等。视频移动报警设备和改变灵活、直观,能够反映各种角度和方位的物体移动和变形,是其它报警方式所不能替代的。MPEG-4标准采用的是基于对象的编码压缩技术,能够更加灵活、有效地实现视频移动报警。
支持灵活的报警联动和控制策略
报警的目的不仅仅是获知报警信号、发现问题,还需要能够及时实施报警联动和远程控制。报警联动的方式包括摄像头自动转向预置位,自动触发录像,触发声、光、电控制信号以及触发各种联动设备达到防范和控制的目的。还可以通过手机短信和Email及时通知现场人员。
总之,视频监控系统的应用范围非常广泛,有的应用在一个大楼内,有的需要在大的区域范围内布置或对远程现场实施监控。不同的用户和不同的应用场合对视频监控系统的功能、可靠性、性能、价格等会有不同的要求。不应该将适用于一般场合的低端产品用于具有高质量、高可靠性要求的工业监控场合。目前,国内已有很多公司提供高、中、低档的视频监控产品,也有一些厂家专门提供高端视频监控系统。