基于IP宽带网络的远程视频监控系统.doc

基于IP宽带网 络的远程视频监控系统
姓名：张亚琴
工作单位：中国联通咸阳市分公司邮编：712000

摘要：在人类进入信息化社会的今天，计算机网络技术的发展极大地改变着人们的生活方式。文章对宽带网络新业务之一的远程监控的图像压缩方式及其实现进行了分析。从基于宽带小区的局域网方式、ADSL的点对点方式、虚拟局域网VPN方式等三个方面，对其系统构成和实现进行了分析探讨。同时对典型的商业应用——“神眼”业务进行了详细的介绍。
关键字：视频监控宽带神眼
1概述
自九十年代起，随着互联网的兴起和个人计算机的普及，互联网用户数量及以IP为代表的数据业务呈爆炸性增长，同时出现了大量新型的业务需求，如视频会议、电子商务、VOD视频点播等。这些新的业务需求对网络带宽提出了新的要求。由于光纤通信和密集波分复用技术的进步，及ATM技术、MPLS技术、Tbps级路由器的出现，为传输网和交换网的升级换代提供了及时的手段，带宽的瓶颈落在了接入网上。
随着基于不同传输媒介的不同系统及其多种方案的出现和发展，如基于双绞线、基于数字电力线、基于无线、基于同轴电缆和基于光纤的系统，接入网宽带化得到了空前的发展。接入网宽带化的发展，反过来又推动了新业务需求的产生和发展。远程监控就是其中之一。
2远程监控及其图像压缩方式
视频监控过去只有银行金融机构、文博等企事业单位才会有此业务需求，多为就近独立建设机房进行分散监控。然而随着经济的发展和人们不断提高的安防意识，另外互联网的大范围普及，通过网络将图像进行远程传输的集中监控方式应运而生。并且已经渗透到教育、政府、娱乐场所、医院、酒店、运动场馆、城市治安甚至家庭等多个领域。
作为远程监控的主要监控内容，图像因其数据量大而需重点考虑解决方案。
2.1图像压缩方式
有很多类去除视频冗余的压缩编码方法，如预测编码、熵编码和变换编码等，而这些编码方法又有多种实现方式，仅以变换编码为例，就有傅立叶变换、离散正弦变换、离散余弦变换、哈达码变换、沃尔什变换、K－L变换、哈尔变换以及各种小波变化等。
自20世纪80年代后期，国际电信联盟（ITU）、国际电工联合会（IEC）和国际标准化组织（ISO）针对静止图像及活动图像的诸多不同应用场合、传输速率、图象分辨率和图像质量，制定了如JPEG、H.261、H.263、H.264、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21等一系列数字视频压缩标准，极大地推动了数字视频压缩技术的发展。
2.2图像压缩的实现
尽管不同的厂家采用了不同的图像压缩编码方式，但MPEG标准是针对活动图像的专用通用编码，因此图像远程监控采用MPEG标准具有先天的优势。
具体作为图像压缩的解决方案，CCD摄像机输出的模拟视频信号送入视频服务器的视频捕获卡，进行视频采样、A/D转换，将模拟视频信号转成数字信号之后送入计算处理单元进行MPEG压缩，最后将压缩后的数字视频信号送入网络接口，经网络传送至远端。
视频捕获卡
视频捕获卡
计算处
理单元
网络
接口
×4
×4
CCD
摄像机
网络传送MPEG压缩视频采样
ISDN
DDN
ADSL
LAN
图1视频服务器功能框图

3远程监控基于宽带网络的实现
3.1基于宽带智能小区的局域网实现方式

局域网
摄像头
网络视频服务器
监控中心
实时监控服务器
移动监控终端
图2基于宽带智能小区的局域网实现方式
录像服务器

宽带智能小区的发展，利用FTTX+LAN的方式向住户提供了多种服务，同样借助于小区局域网亦可实现远程监控的新功能。基于宽带智能小区的局域网方式的远程监控系统结构如图所示。在小区局域网上根据要求配置多台网络视频服务器，每台网络视频服务器连接最多4台摄像机。在监控中心配置实时监控服务器和录像服务器，提供集中远程监控和视频录像的功能。另外已授权的移动监控终端可在该局域网上的任意一点接入进行远程监控。系统网络构架如图2所示。
在监控网络上只需给接入该局域网的各台监控设备（包括实时监控服务器、录像服务器、移动监控终端及视频服务器）配置固定的IP地址，通过安装在监控服务器上的监控管理平台即可实现远程监控的目的。
3.2基于ADSL的点对点方式
利用现在应用最广泛的ADSL宽带接入技术实现视频信号的网络传输，也可以达到廉价且简单易行的跨地域网络视频监控的目的。
该系统由摄像机、网络视频服务器、ADSL路由器、监控服务器及客户端等共同组成。
监控点的实际情况通过摄像头完成图像的采集，信息由网络视频服务器压缩、打包处理，经ADSL接入互联网，这些信息通过互联网传至监控中心或其他在网络上已授权的监控终端。根据需要，监控中心或其他网络上已授权的监控终端可以在需要时通过访问网络视频服务器进行实时监视或调看其内置硬盘或闪存卡