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網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控嵌入式技術(shù)
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    基于嵌入式技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)基于嵌入技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)不需處理模擬視頻信號的PC,而是把攝像機(jī)輸出的模擬視頻信號通過嵌入式視頻編碼器直接轉(zhuǎn)換成IP數(shù)字信號。嵌入式視頻編碼器具備視頻編碼處理、網(wǎng)絡(luò)通信、自動控制等強(qiáng)大功能,直接支持網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理,使得監(jiān)控范圍達(dá)到前所未有的廣度。

  基于嵌入式設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

  除了編碼器外,還有嵌入式解碼器、控制器、錄像服務(wù)器等獨(dú)立的硬件模塊,它們可單獨(dú)安裝,不同廠家設(shè)備可實(shí)現(xiàn)互連。數(shù)字化視頻監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn)是克服了模擬閉路電視監(jiān)控的局限性:首先,數(shù)字化視頻可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(局域網(wǎng)或廣域網(wǎng))上傳輸圖像數(shù)據(jù),基本上不受距離限制,信號不易受干擾,可大幅度提高圖像品質(zhì)和穩(wěn)定性;其次,數(shù)字視頻可利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)帶寬可復(fù)用,無須重復(fù)布線;另外,數(shù)字化存儲成為可能,經(jīng)過壓縮的視頻數(shù)據(jù)可存儲在磁盤陣列中或保存在光盤中,查詢十分簡便快捷。

  由于這種系統(tǒng)的硬件是一個同處理器和操作系統(tǒng)捆綁較為緊密、功能專一、專門設(shè)計(jì)的獨(dú)立的設(shè)備,不像插卡系統(tǒng)那樣受通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中其它軟件硬件的影響,因此性能上更穩(wěn)定,且便于安裝、維護(hù),易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì),便于管理、維護(hù)。

  基于嵌入式系統(tǒng)的監(jiān)控應(yīng)用

  在基于嵌入式系統(tǒng)的監(jiān)控應(yīng)用結(jié)構(gòu)中,前端采用模擬攝像機(jī),通過網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器,將模擬視頻經(jīng)過數(shù)字化、壓縮、打包等過程變成基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的視頻流或采用一體化的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),在視頻監(jiān)控的前端完成網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化,視頻流通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,發(fā)送到視頻需求者。視頻的使用者可利用軟件進(jìn)行解碼,在PC機(jī)上進(jìn)行顯示和處理,也可通過硬件解碼,解出模擬視頻信號輸出到監(jiān)視器,利用鍵盤進(jìn)行控制,利用分布在網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器或其他類型的網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備根據(jù)需要進(jìn)行錄像,利用網(wǎng)管系統(tǒng)代替視頻矩陣。由于沒有監(jiān)控中心的概念,任何授權(quán)的用戶都可根據(jù)權(quán)限進(jìn)行視頻監(jiān)控、錄像。

  新一代網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心技術(shù)

  1.視頻壓縮技術(shù)

  a.靜止圖像壓縮技術(shù):JPEG,M-JPEG,小波變換wavelet等其運(yùn)用幀內(nèi)處理技術(shù),所以靜止圖像較清晰。小波變換是基于結(jié)構(gòu)的壓縮方法,處理較容易,可獲得比JPEG更大的壓縮。但對連續(xù)運(yùn)動圖像,文件占用的帶寬和硬盤都很大。

  b.運(yùn)動圖像壓縮技術(shù):MPEG-1,MPEG-2,H.263,MPEG-4

  頒布于1993年的MPEG-1和1994年的MPEG-2是ISO的運(yùn)動圖像專家組(MPEG)的第一階段解決方案,除了沿用幀內(nèi)技術(shù),首次采用了PB幀的幀間技術(shù),從而獲得了比靜止圖像壓縮技術(shù)更大的壓縮。但由于是基于結(jié)構(gòu)的壓縮技術(shù),算法固定,采用專用硬件,隨著軟硬件技術(shù)的發(fā)展,不能擴(kuò)展更多基于內(nèi)容的算法。另外其網(wǎng)絡(luò)傳輸碼率要求較高,否則需要緩存,不能適應(yīng)傳輸速率不等的各種網(wǎng)絡(luò)的一致訪問,容錯性差。

  基于以上原因,國際電聯(lián)于1998年頒布H.263甚低比特率視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)除了沿用JPEG靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)的幀內(nèi)技術(shù)、MPEG-1、MPEG-2動態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)的幀間技術(shù)外,還采用了以下4種先進(jìn)技術(shù):

  1)無限制的運(yùn)用運(yùn)動矢量模式;

  2)基于語法的算術(shù)編碼模式;

  3)先進(jìn)的預(yù)測模式;

  4)PB幀模式

  它是一種可擴(kuò)展的算法,針對網(wǎng)絡(luò)傳輸速率處于變化的狀態(tài),解決了易錯網(wǎng)絡(luò)的容錯性。

  MPEG于1998年制定了第二階段解碼方案MPEG-4,其開放的編碼系統(tǒng),可隨時擴(kuò)展豐富的基于內(nèi)容的編碼算法,采用了包括小波變換等多種變換,可獲得更小的硬盤空間,更高的清晰度。特別是其對象分離的控制,交互性、重用性更強(qiáng),基于內(nèi)容的分級擴(kuò)展,保證了同時在低高帶寬下的最佳畫面質(zhì)量。

  2.嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)

    目前很多監(jiān)控系統(tǒng)采用Windows操作系統(tǒng),因?yàn)閃indows提供大量的圖形界面,有各種外部設(shè)備及應(yīng)用程序,所以系統(tǒng)的開發(fā)就容易很多。但Windows系統(tǒng)龐大復(fù)雜,占用CPU資源大,外圍硬件較為復(fù)雜,穩(wěn)定性、可靠性不如RTOS系統(tǒng)。為監(jiān)控專門設(shè)計(jì)的嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)的特點(diǎn)在于系統(tǒng)簡單,去掉了與監(jiān)控?zé)o關(guān)的功能,減少了出問題的幾率。由于開發(fā)者掌握源代碼,可隨時解決硬件沖突及優(yōu)化系統(tǒng)。

    隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,世界掀起一股強(qiáng)大的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化浪潮,對于公安、安防行業(yè)的發(fā)展,必須經(jīng)歷模擬數(shù)字混合的階段,但是最終的趨勢必然是全面數(shù)字化,即視頻在前端進(jìn)行數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化,采用嵌入式網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,采用分布式存儲系統(tǒng),模塊化結(jié)構(gòu),完成視頻監(jiān)控任務(wù)。

  


 

狀 態(tài): 離線

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