　　从这几个层面理解视频监控系统中的设备：作用、分类、软件功能、组成部件、搭配使用（上一节点、下一节点、配合设备），本文从底层向上层介绍。

　　整个视频监控系统分为前端视频采集设备、中端传输处理设备、后端显示查看设备。

　　1. 监控摄像机

作用

　　在视频监控系统中，摄像头是最前端、最基础、投资数量最大的一个产品，也是最关键设备，它负责对监视区域进行摄像并转换成电信号，再进一步用于传输，其质量直接影响视频监控系统的整体应用，同时还关系到工程造价。

分类

　　模拟摄像机

　　前端视频采集设备，视频监控系统中的最底层，模拟摄像机输出的是模拟视频信号，通过编码器将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号，进而将其储存在计算机里。

　　模拟摄像机捕捉到的视频信号必须经过特定的视频捕捉卡将模拟信号转换成数字模式，并加以压缩后才可以转换到计算机上运用。

　　IP摄像机（新一代摄像机 IPC）

　　网络摄像机又叫IP CAMERA（简称IPC）由网络编码模块和模拟摄像机组合而成。网络编码模块将模拟摄像机采集到的模拟视频信号编码压缩成数字信号，从而可以直接接入网络及路由设备。网络摄像机内置一个嵌入式芯片，有一个基于WEB的操作系统，网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。

　　网络摄像机能更简单的实现监控特别是远程监控、更简单的施工和维护、更好的支持音频、更好的支持报警联动、更灵活的录像存储、更丰富的产品选择、更高清的视频效果和更完美的监控管理。另外，IPC支持WIFI无线接入、3G接入、POE供电（网络供电）和光纤接入。

　　网络摄像机一般由镜头、图像、声音传感器、A/D转换器、控制器网络服务器、外部报警、控制接口等部分组成，相当于一个有视频采集存储和摄像机控制的微型电脑。

　　网络摄像机为工程应用提供了实用的外部接口，如控制云台的485接口，用于报警信号输入输出的I/O口。如红外探头发现有目标出现，发报警信号给网络摄像机，网络摄像机自动调整镜头方向并实时录像；另一方面，当网络摄像机侦测到有移动目标出现时，亦可向外发出报警信号。

　　基本原理

　　图像信号经过镜头输入、声音信号经过麦克风输入后，由图像传感器、声音传感器转化为电信号，A/D转换器将模拟电信号转换为数字电信号，经过编码器按一定的编码标准进行编码压缩，在控制器的控制下，由网络服务器按一定的网络协议送上局域网或INTERNET，控制器还可以接收报警信号及向外发送报警信号，且按要求发出控制信号；内置了嵌入式芯片，可以对摄像机云台镜头和系统配置进行操作。

　　智能分析

　　在高清网络摄像机中已经实现或者正在实现的智能分析功能有：视频遮挡与视频丢失侦测、视频变换侦测、视频模糊侦测、视频移动侦测、出入口人数统计、人群运动及拥堵识别、物品遗留识别、入侵识别等等。这些功能看上去比过去的智能分析功能要“逊色”得多，但却更为实用。

　　老人摔倒、未戴安全帽、未穿戴工作服等分析算法，一般是放在哪里？摄像头端、NVR端、数据中心端，欢迎一起探讨！

　　2. 数字视频编码器，DVS

　　网络视频服务器（DVS,digital video server)，又叫数字视频编码器，是一种压缩、处理音视频数据的专业网络传输设备，由音视频压缩编解码器芯片、输入输出通道、网络接口、音视频接口、RS485串行接口控制、协议接口控制、系统软件管理等构成，主要是提供视频压缩或解压功能，完成图象数据的采集或复原等，比较流行的基于MPEG-4或H.264的图像数据压缩通过Internet网络传输数据以及音频数据的处理。

　　视频服务器DVS与模拟摄像机连接到一起就构成了IPC（网络摄像机）。模拟摄像机向IP摄像机（IPC）过度的一个产物。

　　视频服务器DVS是根据安防视频监控系统网络化智能化的需要而从视频编码器发展而来的，是视频编码器的升级产物。

　　视频编码器的主要目的是将数字视频信号进行视频压缩编码处理，以便通过网络进行传输。

　　视频服务器DVS的主要目的是为了实现远程实时监控。因此，它除具有对数字视频信号进行视频压缩编码处理外，还必须要有对视频监控的管理与控制等软件的处理等。具有报警、云台控制等诸多的视频监控的辅助功能。

　　3. 网络视频录像机，NVR

　　NVR，全称Network Video Recorder，即网络视频录像机，是网络视频监控系统的存储转发部分，NVR与视频编码器DVS或网络摄像机IPC协同工作，完成视频的录像、存储及转发功能。

　　核心功能是视频流的存储与转发，与DVR相比，NVR的功能比较单一，本身不具有模数转换及编码功能，不能独立工作，通常与视频编码器DVS或网络摄像机IPC协同工作，完成视频的录像、存储及转发功能。

　　软件功能

　　1）用户界面布局

　　NVR软件界面（GUI）是人机交互的窗口，系统的所有功能，如通道参数设置、启停录像、视频浏览、视频回放、视频导出、PTZ控制等各项操作均通过用户界面完成。

　　不同NVR厂家的用户界面布局可能差别很大，但是主要功能相差不多。通常，人机界面应该符合用户的操作习惯，做到界面布局合理、功能适用、操作简单。

　　2）视频浏览功能

　　通常，在NVR软件平台上，可以添加并显示系统中所有视音频通道（包括其他NVR下属的通道）。在GUI上形成结构清晰的通道资源目录树，以进行实时视频浏览操作，而不需要分别登录连接到不同的NVR去加载不同的NVR。实时视频浏览有两种方式，一种方式是直接拖动左侧的相应通道到目标窗口显示区域即可，另外一种方式是先选择显示窗口，然后键盘上输入通道的快捷键并回车即可。

　　3）录像及存储功能

　　（1）录像模式

　　对于同一NVR上的不同通道可以具有多种不同的录像模式供选择，可以进行报警启停录像（前后预录功能）、按照时间表录像（如每周7天，每天不同时间段）、手动启停录像等多种模式，并且可以对各种录像模式厂的录像参数配置进行不同设定，如设置帧率等。

　　（2）存储支持

　　NVR通常支持多种存储架构，可以利用服务器内置的标准硬盘进行存储，或利用SCSI或FC接口的标准外部磁盘阵列进行存储，或利用网络存储设备如SAN及NASO。

　　（3）视频备份

　　视频备份也叫视频归档，利用归档服务器（Archive Server），通过网络对报警视频或重要视频进行备份，尤其是在大型项目中，此功能主要针对NVR中重要通道的录像或报警录像进行集中归档，将视频从NVR设备镜像备份到另外的存储服务器。

　　4）回放及导出功能

　　（1）多种回放模式

　　视频回放具有多种模式，可以分时间段回放、报警视频快速回放及随时反向回放等。在回放过程中，可以逐帧播放，可为回放片段添加标记以便于日后查找。回放过程中可进行正常播放、加速播放、降速播放、暂停、停止等各种操作。

　　（2）视频导出

　　可以将视频导出成视频文件，可以转换成AVI通用格式；可以为导出文件设置密码；可以同时导出多个视频片段，并给视频片段加上目录索引。

　　（3）多通道回放

　　在一些现场事件发生后，为了全面了解该监控点位置周围场景的情况，有时候需要多个通道视频同步回放操作，通过多路视频同步回放便于全景式展现事件发生的全过程。

　　5）事件调查

　　（1）事件列表

　　按照系统事件生成的事件列表，如报警触发、视频分析触发等可以快速地进行回放，只需要点击事件列表中的某个具体事件信息条目，系统将自动回放与事件对应的。

　　（2）视频录像的快照功能

　　在事件调查的过程中，如果事件的持续时间很长，那么需要很长时间逐步检查录像，一般可采用快进或快退的功能。录像快照功能可以将圆面中所有的视频进行标志性分段并赋予每个视频片段一个“代表画面”，即“视频快照”，这样，操作人员点击相应的“快照”便可以对该快照代表的视频段进行回放，可以大大提高效率。

　　（3）off-line VMD调查功能

　　事后调查即对于平时未开启VMD功能的通道，如果在日后需要进行视频回放，查找那些有视频移动（Video Motion）的场景可以采用此功能。此功能支持报警区划分、行动方向和目标尺寸过滤等，这样限定了搜索条件后再进行查找，非常高效。

　　6）用户权限管理

　　用户权限通常分为操作权限及实体权限，操作权限指视频浏览、PTZ控制、视频回放、设备添加删除等功能，而实体权限指摄像机视频、音频、录像机、编码器等具体设备资源，操作权限与实体权限组合共同构成用户的真正权限。

　　7）用户操作日志

　　在一个大型系统中，通常有多个不同级别的用户为了方便管理、保证系统安全，需要对所有操作人员的操作行为进行跟踪、记录，并形成用户操作日志。这样，当日后需要事件调查时，可以直接导出用户日志表。用户操作日志保存在系统数据库中，可以依据索引条件进行查询、导出及打印。

　　8）设备管理

　　在大型系统项目中，系统需要有网管功能，以定期对所有设备状态进行巡检，发现故障及时提示操作人员进行检查维修以最小化损失。对于不同的设备故障等级有不同的标记，并将设备故障日志写入到数据库中，供日后查询及导出。

　　监控系统发展简介

第一代视频监视系统

　　指以矩阵为核心的传统模拟监控系统，系统主要由模拟摄像机、专用视频电缆、切换矩阵、监视器、模拟录像设备及盒式录像带等构成。

　　系统只是解决小范围、短距离的监控雳求。

　　特点：

　　1）视频信号的采集、传输、存储均为模拟形式；质量高；

　　2）经过几十年的发展，相应技术成熟。

　　其存在很多明显的缺点：

　　1）范围有限，距离有限，无法进行远程管理、访问；

　　2）系统增扩容难度大，成本高；

　　3）大量磁带存储、人工手动查询，管理维护复杂；

　　4）无法与其它安防系统有效集成。

第二代视频监控系统

　　指以硬盘录像机为代表的半数字化监控系统，系统的显著优势在于充分发挥了计算机技术的功能，为用户提供了更人性化的测览、管理方式。在很多方面解决了模拟矩阵技术无法解决的难题，是第一代技术的延伸。

　　特点：

　　1）视频、音频信号的采集、存储为数字形式，质量较高；

　　2）存储的数字化，大大提高用户对录像信息的处理及查询能力；

　　3）向下兼容，可实现对第一代模拟监控产品的升级改造；

　　4）硬盘录像系统功能的网络化及光端机的出现解决了视频图像远距离传输的问题，使人们对远距离大范围监控以及视频资源共享的迫切需求得到了满足；

　　5）嵌入式硬盘录像系统的出现为用户提供了更高的可靠性、更简易的安装方便；其优势使其得到广泛应用。

　　可以说硬盘录像技术的成熟大大加快的视频监控民用化的趋势，并得以大范围的应用，而又正是在大范围应用的大潮中，其不足之处暴露了出来。

　　1）硬盘录像系统仍未摆脱第一代模拟监控的影响，从监控点到中心为模拟方式传输，需铺设电缆或光缆，系统越大建设成本越高，不易维护且维护费用较大；

　　2）单机容量有限，在大型系统中，不适用于集中录像，录像文件的统一管理不便；

　　3）硬盘录像系统网络化功能有限，大范围应用管理、维护复杂。

第三代视频监控系统

　　指以前端网络视频为代表的全数字视频监控系统，视频从前端图像采集、传输即为数字信号，并以网络为传输媒介，实现视频在网上的传输，并通过设在网上相应的功能控制主机来实现对整个监控系统的浏览、控制与存储。

　　特点：

　　1）堆叠式的结构，高度的灵活性、可扩性，支持任意网络拓补结构；

　　2）更加经济高效的基础架构，简化了管理层次，节省了大量线材；

　　3）安装维护便捷、解决方案多样；

　　4）视频的无损交换、复制与存储，无距离限制，网达即达；

　　5）充分利用已有成熟TCP/IP网络技术，接入方式多样；

　　6）便于和现有应用和新建应用的有效集成;实现多网合一。

　　目前应用最广泛就属第三代，但是第一、二代仍在某些领域应用的。并且，从这些可以看出视频监控系统越来越走向智能化，越来越贴近人们的生活。

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