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视频监控技术的发展历程

20世纪80年代，安全技术防范在我国民用领域率先兴起，安防视频监控成为当时最主要的技术防范手段之一。经过多年的发展，监控系统经历了由模拟监控、模数监控、数字监控到网络监控、智能监控的发展过程。

视频监控起源于CCTV（闭路电视），最初的监控系统是模拟技术实现的。如下图所示，视频采集（摄像机）、视频传输（视频同轴电缆）、视频交换和管理（矩阵）、视频显示（监视器）和视频录像（录像机）就构成了一个基本的视频监控系统。

模拟监控方案如下图所示，一般由五部分组成：
视频源：一般由摄像头＋云台系统构成，主要完成图像采集功能；
传输部分：最初用电缆，对于长距离的监控点采用光纤方式。监控的光纤接入需要在两端增加光端机，对视频信号进行调制后传送，一般每个监控点需要一对光端机加一对光纤；
切换和控制部分：核心设备是模拟视频矩阵，一个矩阵包括视频切换部分和控制部分，可同时接入多路视频信号并根据控制单元的选择进行输出，矩阵一般可外接控制键盘，用于前端摄像头的控制，如云台转动等；
显示部分：主要由电视墙、大屏等显示设备构成，负责图像输出显示；
存储部分：所有监控点的图像一般都会要求存储下来保持一段时间以用于事后取证等，最初的存储采用VCR进行磁带存储。
这样就完成了一个模拟监控系统的监、控、查、管，几大核心功能。模拟监控技术成熟、稳定，在很长一段时间内，占据了监控市场的主流位置。但是使用规模较小，同时，磁带存储存在着很多问题：如易受潮、易粘连，数据难利用等。

随着计算机视频编解码技术的发展，出现了DVR（DigitalVideoRecord，数字硬盘录像机），通过DVR，可将模拟视频转换为数字信号并进行压缩编码，实现了视频的数字存储。由于DVR能够实现数字化存储，很好的解决了VCR易受潮、粘连、难于长期保持、空间占用大等问题，DVR很快取代VCR成为监控系统的存储部分，直到目前，很多监控系统仍然采用“模拟矩阵＋DVR”的方案，这就是常说的模数结合方案。如下图所示：

模数结合方案中，矩阵完成实时监控功能，图像清晰流畅且实时性好，用DVR实现数字存储，看起来是一个完美的系统。但是当系统规模扩大时，这种模数结合的方案将面临一系列的问题：
1）单级大量图像接入受模拟系统架构限制，扩展不灵活，矩阵级联后图像质量下降，云台控制权限冲突难解决，同时多级矩阵网络级联后，图像传输数量有限，很难满足图像。灵活调度及共享的需求。
2）异构性：两套非标准技术（矩阵和DVR）硬捏在一起，集成复杂，图像压缩、传输、交换、集成、控制和存储标准性差，异构平台整合困难，成本高昂。
3）综合成本高，尤其是扩展成本：采用模拟监控，用户必须构建一张由矩阵与光纤（配合光端机）或视频电缆组成的专网，布线成本高。并且随着监控数量增大，矩阵的端口数快速增长，平均到每个监控点的投资会上升很快，考虑机房、供电、管理维护等多种因素，成本会更高。
4）可管理性可维护性差：缺乏自动管理和维护手段，缺乏自动管理和维护手段；故障无法实现自动定位，这些对于大规模系统都是不可接受的。
此外，现有的各种行业应用都是基于数字或IP系统开发，模拟系统无法实现图像综合应用，如平安工程中与应急联动系统集成等。
随着监控系统的规模越来越大，应用越来越丰富，模拟监控也越来越难以满足要求。

DVR的出现将监控代入了数字监控时代，数字监控使用DVR（DigitalVideoRecord）/DVSDigitalVideoServer，视频服务器）作为核心设备，可完成模拟图像数字化，本地存储，网络浏览等功能。DVS（，可认为是不带本地硬盘的视频服务器。
DVR/DVS主要将模拟图像转为数字图像并压缩，如果需要，DVR可将图像存在本地（DVS不带硬盘，不支持该功能），同时，DVR/DVS（DigitalVideoServer，视频服务器，可认为是不带本地硬盘的DVR）一般具备图像本地交换，可代替小型矩阵。网络应用成熟后，DVR/DVS一般都支持网络接口，客户可直接登陆DVR浏览图像。可见，DVR是一个“全能选手”，但是多则不专，DVR每个单项的性能都比较有限，如能够支持的同时浏览人数有限等。
DVR最初主要是为场所监控设计的，如银行网点，当存在大规模监控需求时，一般采用如下架构，如图所示，当系统需要支持多人同时浏览同一监控点的实时图像时，一般通过流媒体服务器进行分发，同时，流媒体服务器还将基于UDP的视频流数据切割并封装为视频文件进行集中存储。

这种方案解决了联网监控的问题，可以实现对被监控物体或场景的远程实时监控，和基于网络的历史图像浏览等问题。但是，在监控功能实现的品质上存在不足。首先是DVR的问题，由于DVR的性能一般较低，同时需要处理的工作过多，这种方案多存在图像清晰度差、存储可