视频监控技术的发展及存在问题探讨

【摘要】主要介绍了视频监控技术的发展历程，并指出其应用中的局限与不便之处，提出视频监控技术的一些研究与发展方向。

【关键词】视频监控技术 发展历程 问题

数字视频监控是目前监控系统的主流，它能够提供清晰的信号、丰富的多媒体效果，完成数据自动处理、事务处理、网络通讯、图像视频压缩等功能。然而随着技术的发展以及人们对监控系统智能化和网络化需求的提高，人们希望视频监控系统能够应用最新的图像/视频技术和计算机视觉技术，结合先进的网络技术实现新的技术突破，解决当前视频监控中的一些问题，使监控系统不断向着视频/音频媒体的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化和监管的智能化方向迈进。

一、视频监控技术的发展历程

视频监控技术的发展，可以分为三个主要的时期：模拟视频监控时期、数字视频时期、智能网络视频监控时期。模拟监控时期的中枢配置是视频切换矩阵，数字视频时期的中枢配置是硬盘录像机（DVR），智能网络视频监控时期没有中枢硬件配置，系统变的开扩而发散，配置囊括了网络摄像机（IPC ），视频编码器（DVS）、网络录像机（NVR）及中央管理平台（CMS ）等。在当前的现实使用中，各种类型的配置和体系构造均有一定比重，并将持续存在一段时期，但是从长期的角度看，智能网络视频监控系统顺应了视频监控技术的演进方向。

第一时期的视频监控系统（即模拟视频监控系统）的组成包括模拟摄像机、多画面分割器、磁带录像机（VCR）等组成。摄像机采集的视频信号通过同轴电缆传送，依靠VCR实现录像存储，因为VCR的容量较小，所以VCR必须频繁地更换磁带才能达到长时间存储的目标，自动化水平很低，此外VCR的视频搜索功能非常的有限。

第二时期的视频监控系统（即数字视频监控系统）出现在20世纪90年代，中枢代表性设备是DVR。模拟视频信号由DVR首先进行数字编码压缩然后进行存储。DVR完成了对VCR的全方位替代，在视频存储、检索、浏览各个阶段完成了革命，而后DVR不断加强了其网络功能。

第三时期视频监控系统（即智能网络视频监控系统IVS），最早出现于2000年以后，核心组成包括网络摄像机、视频编码器、网络录像机、大容量存储系统，以及视频内容分析技术（ VCA）。能够完成网络传输、远程播放存储、信息分发、远程控制、内容分析和自动报警等实际工作。

二、目前的视频监控主要存在的问题分析

（一）视频检测分析功能薄弱

视频监控实现了人们“眼见为实”的愿望，虽然它也有监控报警功能，却主要集中于传感器的报警分析，视频检测多为辅助手段，因此使用中依然要求监控人员不停的监视场景活动，通过解释获得的视频信息做出相应决策。监控人员长期处于这种繁重的工作状态会产生注意力下降，丢失应有的报警，而在监控点较多时，几乎无法做到全面完整的监控。人们希望能够通过计算机对视频图像进行完善的分析和处理，替代人工劳动，及时发现异常情况并进行联动报警，通过解决目标识别和跟踪等问题，从而真正做到自动监控，无人值守。

（二）查询取证有待进一步完善

录像存储是取证的直接来源，一般情况下录像效果比监视效果更重要。视频信息被保存为文件后，采用数据库的方式对其进行管理，现有的监控系统多半采用通过选择现场线路号、日期时间来进行查询，是一种常规的基于字符数字的检索方式。由于图像/视频中包含了复杂的难以用常规关键字描述的语义、视觉特性和空间信息线索，人们希望查询取证时能够从异常的内容入手进行查询。同时这种利用时间标记顺序扫描所有视频的方式，也耗费大量的时间和人力物力。因此如何将数字图像处理、计算机视觉技术与传统数据库技术相结合，提供录像资料的智能分类与检索也是迫切需要解决的问题。

（三）难以满足视频传输的实时性要求

视频传输与一般业务不同，数据量大，时延敏感性强，目前的远程视频监控系统由于带宽等因素的影响，为保证传输的正确性，通常只在网络上传输单帧报警图像或报警文本信息。当远程用户向视频服务器提出视频浏览申请时，服务器大多采用文件传输的方式传输视频序列，用户必须将文件全部下载后才能观看，这种文本信息传播方式是非实时的，难以适应实时监控的需求。人们希望监控视频能够不间断的在网络上流动，使得各个监控终端都能够及时了解被监控场景的信息，达到亲临现场的效果，即使不在监控中心，也能在远处得到现场的真实记录。

（四）监控系统结构的调整

目前的监控网络可以借助于PSTN电话网、Internet、数字光纤、数字微波、无线扩频、ATM， DDN、ISDN、卫星通讯等多种远程数字传输媒介进行信息传输，由于网络类型各异、传输介质不同，存在着通讯不便的问题。随着网络技术的发展，网络产品的更新，如何对现有监控网络进行改造，调整远程监控系统的结构与组成，来组建真正意义上的大规模远程视频监控系统，拓展监控的应用空间。

2.5视频的有效压缩

监控系统的视频数据庞大，因此高效可靠的压缩方式对于存储和传输都有着决定性影响。目前采用的MPEG系列和H系列编码压缩标准都在不断地发展完善。如何跟踪国际编码压缩的最新进展，制定具有独立知识产权的视频压缩编码标准是极富挑战性的课题。

可见，利用计算机自动对监控场景中的异常事件进行检测，产生可靠的报警信息，并依据检测出的异常报警，对记录的监控信息进行标注，实现基于图像内容的异常事件查询，监控所涉及的图像、报警、设备状态和控制数据等进行智能化综合管理和分析，可以极大的提高监控系统的智能化水平。

参考文献：

[1]程光平.视频监控技术的发展历程和方向[J].中国公共安全（综合版），2007.08.

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[3]黄柱源.探索高清视频监控技术[J].中国安防，2009.06.