視頻監(jiān)控發(fā)展概述
監(jiān)控行業(yè)已經(jīng)發(fā)展幾十年了，從zui初的一些簡(jiǎn)單報(bào)警器發(fā)展到現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，它已經(jīng)滲透到我們生活工作的各個(gè)方面！在這個(gè)行業(yè)中，視頻監(jiān)控始終是監(jiān)控行業(yè)發(fā)展的主旋律，各種技術(shù)的進(jìn)步和提高都圍繞視頻監(jiān)控進(jìn)行展開。受到技術(shù)發(fā)展條件的限制，視頻監(jiān)控

經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段：

模擬監(jiān)控
自從有了圖像傳感器技術(shù)，模擬監(jiān)控技術(shù)就隨之發(fā)展起來。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，模擬監(jiān)控已經(jīng)非常成熟，各種配套設(shè)備非常完善，接口標(biāo)準(zhǔn)也非常統(tǒng)一，價(jià)格低廉，因此在現(xiàn)階段仍然是應(yīng)用zui廣泛的。
模擬監(jiān)控的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，構(gòu)建模擬監(jiān)控系統(tǒng)常見的設(shè)備有視頻采集部分（各種攝像頭）、視頻線、監(jiān)視器、磁帶錄像機(jī)。
從構(gòu)建模擬監(jiān)控的設(shè)備來看，它的劣勢(shì)也是非常明顯的。首先，因?yàn)橥ㄟ^視頻線進(jìn)行模擬圖像信號(hào)傳輸，容易受到各種干擾，因此圖像損失會(huì)比較大，對(duì)布線的要求比較高；圖像的保存需要借用已經(jīng)非常落后的磁帶錄像機(jī)，保存不方便，占用空間，圖像檢索也非常不方便；這樣組建起來的系統(tǒng)僅僅完成視頻的監(jiān)看，而如果要聽聲音、采集告警、控制前端設(shè)備等，還需要構(gòu)建配套系統(tǒng)，非常繁瑣，系統(tǒng)的靈活性程度很低。這些情況直到大容量硬盤、真正的數(shù)字圖像壓縮算法、快速的CPU處理器、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)獲得快速發(fā)展時(shí)（上世紀(jì)90年代中后期），模擬監(jiān)控才得到逐步升級(jí)。

PC模式DVR
首*入數(shù)字化圖像處理的技術(shù)是圖像采集卡的出現(xiàn)，圖像采集卡可插入普通PC的插槽里，把接入的模擬圖像信號(hào)數(shù)字化后，應(yīng)用MPEG4等壓縮算法，把圖像壓縮后保存進(jìn)入硬盤，從圖像存儲(chǔ)上取代了磁帶機(jī)等設(shè)備。

同時(shí)利用PC對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理技術(shù)，前端各種信號(hào)如告警輸入、告警輸出、云臺(tái)控制等也可以通過PC處理和控制。這樣，PC作為整個(gè)監(jiān)控的核心，大大簡(jiǎn)化了模擬監(jiān)控的系統(tǒng)構(gòu)成，智能化程度大大增強(qiáng)。

嵌入式DVR
PC模式的DVR存在一個(gè)明顯的問題是，PC軟件系統(tǒng)相對(duì)比較復(fù)雜，維護(hù)成本高，在前幾年，隨著嵌入式處理器的發(fā)展，尤其是DSP速度的提高，各個(gè)廠家們組建把PC模式的DVR簡(jiǎn)化成直接基于嵌入式系統(tǒng)的DVR，這樣，一臺(tái)小型的DVR設(shè)備就可以完成以前PC模式DVR的所有功能。目前，數(shù)字視頻監(jiān)控行業(yè)，該設(shè)備已經(jīng)逐漸成為主流。
 DVR，Digital Video Recorder（硬盤錄像機(jī)），即數(shù)字視頻錄像機(jī)，相對(duì)于傳統(tǒng)的模擬視頻錄像機(jī)，采用硬盤錄像，故常常被稱為硬盤錄像機(jī)，也被稱為DVR。它是一套進(jìn)行圖像存儲(chǔ)處理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有對(duì)圖像/語音進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間錄像、錄音、遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制的功能。

DVS
DVS是隨著網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展和延伸而出現(xiàn)的設(shè)備。由于需要監(jiān)控的范圍越來越大，很多圖像信號(hào)甚至需要在internet網(wǎng)進(jìn)行傳送，而DVR系統(tǒng)中，圖像信號(hào)是引入到DVR設(shè)備上才進(jìn)行數(shù)字化的，DVS的出現(xiàn)則解決了整個(gè)矛盾，它直接跟模擬攝像頭放置在一起，直接把模擬信號(hào)數(shù)字化，并進(jìn)行壓縮后，通過網(wǎng)絡(luò)傳送到客戶端，這樣，客戶通過網(wǎng)絡(luò)就可以隨時(shí)隨地查看監(jiān)控圖像，并通過網(wǎng)絡(luò)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、控制云臺(tái)、進(jìn)行語音對(duì)講。DVS分擔(dān)了很多DVR的工作，使監(jiān)控范圍可以無限擴(kuò)大，統(tǒng)一管理的監(jiān)控點(diǎn)也達(dá)到了成千上萬路。目前，電信的“眼”以及網(wǎng)通的“寬視界”就是通過DVS設(shè)備實(shí)現(xiàn)的全國(guó)范圍內(nèi)覆蓋。
DVS（digital video server）網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，又叫數(shù)字視頻編碼器，是一種壓縮、處理音視頻數(shù)據(jù)的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，由音視頻壓縮編解碼器芯片、輸入輸出通道、網(wǎng)絡(luò)接口、音視頻接口、RS485串行接口控制、協(xié)議接口控制、系統(tǒng)軟件管理等構(gòu)成，主要是提供視頻壓縮或解壓功能，完成圖象數(shù)據(jù)的采集或復(fù)原等,目前比較流行的基于MPEG-4或H.264的圖像數(shù)據(jù)壓縮通過Internet網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)以及音頻數(shù)據(jù)的處理。 

IP攝像機(jī)（IPCAM或網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)）
IPCAM將是數(shù)字監(jiān)控的真正*，它的功能相當(dāng)于把DVS和攝像頭的功能融合在一起，它具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，如安裝簡(jiǎn)單、監(jiān)控范圍大、性價(jià)比高、可以在IPCAM中集成各種智能功能。真正實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)數(shù)字化。
自1996 年，Axis（安訊士）發(fā)布了*款網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)以來，隨著各種技術(shù)的發(fā)展，IPCAM正經(jīng)歷翻天覆地的變化。

IP攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)
目前，IP攝像機(jī)種類眾多，但不外乎由以下幾個(gè)基本部件構(gòu)成：

鏡頭
按焦距為固定焦距式、按光圈分是固定光圈、按焦距數(shù)字大小為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，zui常用的鏡頭是標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，在實(shí)際的拍攝中，它的使用頻率是較高的。標(biāo)準(zhǔn)鏡頭是一種成像質(zhì)量上佳的鏡頭，它對(duì)于被攝體細(xì)節(jié)的表現(xiàn)非常有效。鏡頭規(guī)格一般分為1/3″、1/2″和2/3″等）。
f=u•D/U 　　（2） f=h•D/H    H=1.333•U　
　f：鏡頭焦距、U：景物實(shí)際高度、H：景物實(shí)際寬度、D：鏡頭至景物實(shí)測(cè)距離、u：圖像寬度、h：圖像高度
     以光圈大小（F值）而言，光圈愈大則其所代表的F值愈小，所需的照度愈低。
鏡頭焦距：3.6mm，4.5mm，6mm，8mm，12mm，鏡頭焦距越大，可視距離越遠(yuǎn)，但可視角度越小。
圖象傳感器
 圖像傳感器，是組成數(shù)字?jǐn)z像頭的重要組成部分。根據(jù)元件的不同，可分為CCD（Charge Coupled Device，電荷耦合元件）和CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金屬氧化物半導(dǎo)體元件）兩大類。
 CCD是應(yīng)用在攝影攝像方面的技術(shù)元件，CMOS則應(yīng)用于較低影像品質(zhì)的產(chǎn)品中，它的優(yōu)點(diǎn)是制造成本較CCD更低，功耗也低得多，這也是市場(chǎng)很多采用USB接口的產(chǎn)品無須外接電源且價(jià)格便宜的原因。盡管在技術(shù)上有較大的不同，但CCD和CMOS兩者性能差距不是很大。目前CCD元件的尺寸多為1/3英寸或者1/4英寸，在相同的分辨率下，宜選擇元件尺寸較大的為好。

視頻壓縮單元
MJPEG（Motion JPEG）壓縮技術(shù)，主要是基于靜態(tài)視頻壓縮發(fā)展起來的技術(shù)，它的主要特點(diǎn)是基本不考慮視頻流中不同幀之間的變化，只單獨(dú)對(duì)某一幀進(jìn)行壓縮。 　　MJPEG壓縮技術(shù)可以獲取清晰度很高的視頻圖像，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整幀率、分辨率。但由于沒有考慮到幀間變化，造成大量冗余信息被重復(fù)存儲(chǔ)，因此單幀視頻的占用空間較大，目前流行的MJPEG技術(shù)的也只能做到3K字節(jié)/幀，通常要8~20K！
強(qiáng)大的H.264視頻壓縮引擎使產(chǎn)品獲得*的壓縮比、高質(zhì)量的圖像質(zhì)量和良好的網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。高性能的DSP處理器能靈活的配置視頻編/解碼器：動(dòng)態(tài)設(shè)置分辨率、幀率、碼率、圖像質(zhì)量等；可以雙碼流輸出，達(dá)到本地存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸分別處理的功能。
*處理器單元
存儲(chǔ)單元
網(wǎng)絡(luò)單元
數(shù)據(jù)接口單元（RS232/RS485/告警輸入輸出）
嵌入式操作系統(tǒng)

為了把IP攝像機(jī)應(yīng)用到各種場(chǎng)合，各個(gè)廠家絞盡腦汁，把以上部件進(jìn)行整合，并附加上一些外圍設(shè)備，開發(fā)出不同的IP攝像機(jī)，如：
網(wǎng)絡(luò)槍機(jī)（一種普通外觀的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)）
網(wǎng)絡(luò)快球（把云臺(tái)、解碼器等整合在一起）
日夜機(jī)型（增加紅外燈照明，適用夜間使用）
防水型（增加一些防水接口等部件，用于室外惡劣環(huán)境）
家用型（外觀小巧，功能簡(jiǎn)單適用）
智能型（增加智能識(shí)別軟件，可用于一些特定場(chǎng)合的目標(biāo)識(shí)別，如人臉、車牌等）

視頻壓縮算法
IP攝像機(jī)主要實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖象的采集、壓縮、發(fā)送，其中，壓縮是zui核心的部分。由于從圖象傳感器獲得的數(shù)字圖象數(shù)據(jù)量巨大，目前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境根本無法傳送，因此必須經(jīng)過壓縮才能進(jìn)行傳送。目前，主流的壓縮格式有以下幾種：
M-JPEG：采用幀內(nèi)壓縮模式，壓縮后的圖象質(zhì)量，但壓縮后的碼流也zui大，由于采用幀內(nèi)壓縮，便于*取證時(shí)采用。
MPEG4：壓縮率大大提高，碼流變小，便于網(wǎng)絡(luò)傳輸，圖象信息有所損失。對(duì)壓縮芯片要求較高。
H.264：比MPEG4壓縮率更大，碼流更小，更有利于網(wǎng)絡(luò)傳送，在相同碼流的情況下，圖象質(zhì)量更好。但算法復(fù)雜度大大提高，對(duì)壓縮芯片要求更高。

圖象分辨率
指構(gòu)成圖象的點(diǎn)陣數(shù)量，如橫向?yàn)?40點(diǎn)陣，縱向?yàn)?80點(diǎn)陣，則圖象分辨率為640×480，也就是我們通常說的VGA格式圖象。在監(jiān)控行業(yè)，經(jīng)常應(yīng)用到的一些格式為：
D1   （1280×720）；
VGA  （640×480）；
QVGA  （320×240）；
VGA（160×120）

從圖象傳感器傳出的zui大圖象信號(hào)如果是VGA格式的，那么640*480=307200，我們就說該圖象傳感器支持30萬像素。

在圖象信號(hào)處理過程中，如果圖象分辨率越高，則要求的運(yùn)算量越大，目前主流的IPCAMzui大支持到實(shí)時(shí)D1。即要求一秒鐘實(shí)現(xiàn)25幀D1圖象的壓縮處理。

視頻質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
圖象分辨率：圖象分辨率越高，展現(xiàn)的圖象細(xì)節(jié)也就越多，圖象質(zhì)量看上去越好，但對(duì)圖象壓縮芯片的要求越高；
色彩還原性：能否把環(huán)境的真實(shí)色彩展現(xiàn)出來，由于鏡頭或壓縮算法等原因，可能導(dǎo)致圖象偏色，嚴(yán)重偏色時(shí)，可能把綠色變成紅色，紅色變成綠色等現(xiàn)象；
圖象變形：如果配的鏡頭不匹配，可能會(huì)導(dǎo)致圖象變形，當(dāng)然，有時(shí)候?yàn)榱丝吹礁蟮漠嬅妫渖蠌V角鏡頭，圖象看來就有一點(diǎn)球面的感覺；
 

視頻速度：也就是一秒鐘可以看到多少幀的圖象，如果有15幀以上，視頻幾乎就是連續(xù)的了，如果達(dá)到25幀，則就是實(shí)時(shí)視頻了。
視頻時(shí)延：由于IPCAM是遠(yuǎn)距離監(jiān)控，把現(xiàn)場(chǎng)采集的圖象經(jīng)過壓縮處理傳送到遠(yuǎn)端再看到之間的時(shí)間，要做時(shí)延。如果我們要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，要求時(shí)延盡可能小，當(dāng)需要抓拍一張圖時(shí)，如果時(shí)延很大，那個(gè)場(chǎng)景早就過去了。

影響視頻質(zhì)量的因素很多，如鏡頭、傳感器質(zhì)量、壓縮算法、壓縮芯片、網(wǎng)絡(luò)速度、硬件布板、客戶端電腦配置、客戶端軟件等等。很多因素是相輔相成的，片面提高某一部分的質(zhì)量，也并不一定能提高zui終用戶看到的圖象質(zhì)量。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，通常會(huì)考慮傳感器、壓縮算法、壓縮芯片、硬件布板這幾個(gè)因素。產(chǎn)品出廠后，客戶可以自己選配鏡頭，并組建相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，從而確保整體圖象效果更佳。

芯片
B系列采用華邦，H系列采用海思的。
華為海思——高性能、高集成度、低功耗的應(yīng)用處理芯片Hi3611 內(nèi)嵌ARM 處理器和媒體硬件加速模塊，集成完整的電源管理單元和靈活的音頻處理單元，提供完整硬件安*方案，有著業(yè)界的低功耗設(shè)計(jì)。Hi3611 具有優(yōu)良的性能和功耗比，集成度高，特別適用于要求低功耗、高性能、高開放性的消費(fèi)電子領(lǐng)域。華為海思K3是采用低成本又聚集多種功能的智能手機(jī)解決方案，高性能、高集成度、低功耗的應(yīng)用處理芯片Hi3611，內(nèi)嵌ARM處理器和媒體硬件加速模塊，集成完整電源管理單元和靈活的音頻處理單元，提供完整硬件安*方案，有著業(yè)界的低功耗設(shè)計(jì)。其zui大特點(diǎn)即方案的完整度，提供的參考設(shè)計(jì)是能夠通過微軟LTK測(cè)試的完整樣機(jī)，規(guī)格上包含了EDGE Modem、WiFi、GPS（支持A -GPS）、Bluetooth、FM以及CMMB，同時(shí)在Windows 6.1.5基礎(chǔ)上，還提供FM和CMMB等商用品質(zhì)的應(yīng)用軟件。為確保客戶的快速導(dǎo)入，海思甚至提供了全套的生產(chǎn)測(cè)試方案。