|
|
为什么数字监控系统正取代模拟系统(2) |
Why Digital Surveillance Systems Are Replacing Analog Systems
中国科学院自动化研究所 陈 龙
4 IP摄像机和IP网关
IP摄像机是内置有IP服务器可以直接连接到网络上的摄像机，也被称为网络摄像机（LAN Camera）。视频格式有MJPEG、H.261、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等不同的形式，分辨率最高可达720×576。H.261标准是利用运动图像相邻帧间有很大相关性的特点，使得相邻帧的存储可以只保留变动部分的数据，以此来提高压缩率。MPEG-1标准对于图像的压缩技术与H.261标准类似，不同的是其数据流除包含有视频数据外还包含有音频数据。MPEG-2标准是对MPEG-1标准的一种改进，使之不但能处理逐行扫描的图像信息，也可处理隔行扫描的图像信息。MPEG-4因采用了小波压缩技术而进一步提高了图像的压缩率，改善了图像的清晰度，更加适合Internet图像环境的应用，为众多应用看好。
使用IP摄像机可以在现有的以太网上传输视频和音频，在指定IP地址后，也可以在网络上的任何一个位置通过浏览器（MS IE4.0 或Netscape 4.5）在本地或远程网络上调阅图像，多个用户可以同时调阅同一图像，图像传输速度可以达到每秒25帧。调阅的图像既可以显示在电脑屏幕上，也可以显示在常规监视器上。
IP摄像机的IP地址及图像的各种参数均可预先设置好，这样在现场安装时可以做到即插即用。IP摄像机由于能将双向音频以多播方式传输，带有1vp-p双向音频接口，故可实现对讲功能，采用的是G.711或G.728压缩。摄像机内置的低速数据传输格式，支持RS232、 RS422、RS485接口，传输速率为1200bps～115.2Kbps，可以用来控制云台和镜头。IP摄像机还可直接连接多路报警输入和多路报警输出。
IP摄像机的硬件，包含有32bit RISC嵌入式处理器、2MB快闪存储器、16MBRAM（可存储多达500帧），还内置有Web服务器，从而可在任何TCP/IP网络环境下一插即用。安全性有口令保护和IP地址保护，从软件上而言，配置和组态可用以太网口，快闪存储器允许通过TCP/IP网络升级到新版本软件。
与IP摄像机基本一样，IP 网关（Internet GateWay或称为IP-codec）实现了低成本的音视频以及报警信号的传输，发射和接收采用多播方式在以太网上传输双向音频和视频，有效地减低安装布线成本。如果事先设置好IP地址，摄像机的安装可以做到即插即用。
通过配置可以将IP 网关当作编码器或者解码器来使用。当作编码器使用时，可以将最多4路模拟视频信号同时上网，并可以直接在电脑上察看图像。将网关当作解码器使用时，可将数字视频信号转换成模拟的视频信号，在普通的监视器上显示图像。
网关自带的双向数据接口可以供用户在网络上直接控制前端的云台和镜头。网关可以选择TCP/IP（传输控制协议/网间协议） 或者UDP（用户数据报协议）、HTTP等网络协议，采用H.261方式压缩的图像，传输速率可以达到每秒25帧。采用MJPEG方式压缩的图像，传输速率可以达到每秒15帧。网络化视频解决方案（IP Solution）如图3所示。
图3 网络化视频解决方案（略）
5 在IP网络上通过网络视频服务器的传输方案
视频图像可在Internet网（简称IP网）上传输。数字式网上视频切换是采用IP作为视频传送载体，而与频矩压缩标准无关，这样中继次数将不受限制，可跨越不同传输介质的网络平台，实现大规模的视频联网，迎来数字式视频矩阵切换的新时代。
Internet互连网是由多个不同的网络通过网络互连设备连接而成，它采用自由和开放式的网络组织方式，全网不存在一个统一管理用户和控制所有信息流的主机或公司，而是以统一的网络协议TCP/IP和通用的地址体系（IP地址）来保证网络互通。
Internet网络，自下而上可分为三层结构--用户驱动网、区域网和骨干网。用户驱动网由分布式计算机与分布式数据库构成；区域网是地区内的网络，包括局域网、城域网和广域网，网间通信速率为T1/E1；骨干网则是国家级或部级网络。
Internet是一个完全开放式的网络，接入Internet网的每个用户均可利用网络上的资源，也可以将自己的资源加入Internet网供所有用户享用。
图4 IP网络视频传输（略）
IP网络上的视频传输方案之一是利用基于TCP/IP 协议、符合最新的H.323标准、采用Motion JPEG或MPEG-4 等视频压缩技术，、以独立模块方式构建而成的网络视频产品IP-Vedio，具有集成度高、自适应网络带宽、视频效果好、即插即用、稳定可靠等优点，并可控制摄像机锁定目标，是网络视频监控系统全新的解决方案，有广泛的应用范围。如图4所示，但它仅局限用于传送时间要求不严格的场合，如果要在TCP/IP体系结构中支持有多种QoS要求的业务，一种方法是研究开发新的网络协议，如IPV6、RSVP、实时传送协议RTP（Realtime Transport Protocol）等，另一种方法则是改造路由器使其具备处理QoS请求的功能，这是最根本的方法。
此外，作为网络视频解决方案，可通过在Cisco IP/TV 3400系列服务器上运行Cisco
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
