基于图片的网络监控方案_视像通讯

基于图片的网络监控方案

2005/06/30

　　一提起监控，您也许就会想到视频，认为监控就是通过动态的视频图像，实时看到周围或远处正在发生的一切。然而，是不是所有的监控对象都需要用实时的视频图像来反映呢？无论是传统的模拟视频监控，还是新兴的数字视频监控，都需要花费大量的资金和气力来铺设专门的光纤或电缆，以保证视频的正常传输和图像质量，有没有办法利用公共的互联网就能达到监控的目的呢？

　　我们不妨退一步，来看待上面的问题。视频是什么？视频就是一副副静态图片的连续动态呈现。如果我们关注的不是某一事件发生的连续过程，而是某一事件是否发生，发生时的现场状况如何，高清晰的数字图片就能达到反映现场状况的目的，在这种情况下，我们是否还需要高成本的实时视频传输？我们能否以"图片监控"的思路，来达到某些应用场景下的监控目的呢？答案是肯定的。事实上由于相对于视频，图片具有清晰度高、传输占用带宽低、存储占用空间小、易于检索等特点，在某些应用场合，采用图片监控比视频监控更合适。

1. 什么是图片监控？

　　"图片监控"是以图片作为信息载体的监控应用方式。它将数码相机或摄像头在监控现场采集到的高清晰数字图片，通过有线或无线通信网络进行传输，再通过智能化的计算机软件将它们即时呈现在远端的用户面前，让人们通过高清晰的数字图片，实时了解前方现场的状况，从而达到远程联网监控的目的。

2. 哪些场景适宜于做图片监控？

　　事件敏感场景，视频监控"不必需"：这一类的应用场景通常只关注某一事件是否发生，而非事件发生的动态连续过程。例如环保领域工地扬尘监控，通过高清晰的数字图片就能反映现场工地扬尘情况；再例如安保领域门禁和通道的监控、无人值守设备防盗监控，我们只需要在前方监控设备上加入一些触发机制，如传感器触发、红外触发等，就可在外人侵入时，自动抓拍现场高清晰图片，并自动推送到监控中心，发起警报，监控中心便可以迅速采取措施，同时侵入人的特征也通过高分辨率的图片保留下来，利于查证。

　　监控点网络条件差，视频监控"不方便实施"：某些监控的应用环境决定了如果要部署大量视频监控点，费用非常高，例如监控点分散在海上、偏远地区等。图片监控由于传输的是图片，对网络带宽要求相对较低，只要能打电话、包括移动电话的地方，就能满足图片传输的网络需求，进行图片监控。

　　对场景清晰度要求高，"视频图像清晰度不够"：例如交管监控中对车牌号的记录、防汛中对水位线高度的远程监控、远程技术支持中对仪器部件和电路板的远程查看等等。数字视频的分辨率一般是远低于数字图片的，在北京就发生过居民小区里的汽车被砸，视频记录了全过程，却无法看清砸车人所乘车辆的车牌号的事件。

3. 如何保证得到想要的图片？

　　很多人可能会问：图片是不连续的，我怎么控制拍照的时机，保证我想看到的场景图片刚好就被拍下来了呢？

　　我们可以结合各行业的实际应用，通过不同的触发机制对不同的环境实施昼夜监控，如温度传感器、湿度传感器、电压传感器触发；微波探测器、声音探测器、振动探测器以及红外探测器触发等。这些触发装置输出的报警信号，可以触发前端设备自动作出如下一系列的动作：首先控制电动云台将摄像头或照相机自动对准事发现场，然后自动进行拍摄，并将拍摄的高清晰现场图片自动推送到监控中心，同时发起警报。

　　我们也可通过联动装置对监控的场所进行多角度，全方位的监控。除此之外还可根据需要远程进行抓拍，或设置时间间隔来定时自动拍摄。这些灵活的拍照设置机制、远程抓拍机制和自动触发机制，充分保障了用户得到想要的图片。

4. 如何解决图片视角范围小，监控范围有限的问题？

　　普通的网络视频监控视角固定，使得监控范围受限，虽然可采用球面镜头，但仍需要通过云台控制来不停的改变监控视角。静态图片，通过全景成像技术则完全可以扩展其监控范围，全景图片视角范围可以达到全视角（360ox360o），只需进行一次拍摄，监控现场就可一览无遗。该技术目前均采用硬件和软件结合的解决方案，前端既可采用数码相机+外接式鱼眼镜头或柱面镜头进行广角图片的采集；也可通过摄像头在不改变硬件的条件下，利用智能识别和数字图像处理算法，实时拍摄360度广角照片（用30万像素的摄像头可拍摄高达200万像素的全景照片）。然后将抓拍的广角照片通过软件技术进行自动展开和拼接等处理，生成一幅三维的全景照片，此项技术不但可以有效扩展拍摄角度，提高拍摄质量，更可以给用户带来真实地现场感和交互的感受。

5. 图片与视频相比，清晰程度如何？

　　数字化监控行业对数字视频监控产品提出两项要求：首先要求数据量低，保证系统能够长时间录像和稳定实时的网络传输；其次要求回放图像清晰度高，满足对细节的要求。因此，视频监控始终面对着"数据量"和"图像清晰度"这两个因素之间的权衡，目前视频监控行业中，CIF（352*288）录像分辨率是主流分辨率，绝大部分产品都采用CIF分辨率。

　　而使用图片作为信息载体，则"鱼和熊掌"得兼，在低数据量条件下，得到高分辨率的图像信息。以北京普讯科技有限公司的"快照通"即时图片通信系统为例，此系统采用以下两种方式来获取图片：一种是从视频流当中捕获，通常采用摄像头作为视频流的输入，再通过其他硬件设备从视频流当中捕获其中的某一帧进行加工处理作为图片输出，图片分辨率一般为720*576，大小为20~30k。另一种是通过数码相机采集图片，数码相机能拍摄多高分辨率的图片，系统就能即时获取并传输多高分辨率的图片。目前，国内较低价位的数码相机已经达到300万像素（分辨率为2048 x 1536）、远高于视频图像分辨率。

　　采用"快照通"即时图片通信系统，将前方场景通过高清晰数字图片分毫毕现，特别适合对图片精细度有较高要求的监控应用。

6. 图片的网络传输速度？

　　相对于远程数字视频传输，图片传输占用带宽更低，网络传输速度更快。通常情况下一张图片在不同的网络环境下需要传输多长时间呢？以下是一张300K的数字图片在不同的有线和无线网络环境下实测的数据。

有线

接入方式	理论传输速率	传输照片大小	实测传输时间
ADSL/RADSL	512 kbps	300K	3秒
Modem拨号上网	56kbps	300K	34秒
IDSL/ISDN	128kbps	300K	15秒
HDSL	2Mbps	300K	1秒
VDSL	53Mbps	300K	1秒
XDSL	2Mbps	300K	1秒
DDN专线	2Mbps	300K	1秒

无线

接入方式	理论传输速率	传输照片大小	实测传输时间	实测传输距离
CDMA-1x	152kbps	300 K	31秒	——
GPRS	112kbps	300K	58秒	——
红外线	4Mbps	300K	5秒	1.5米（无障碍物）
蓝牙	2Mbps	300K	9秒	10米（无障碍物）
Wi-Fi	11Mbps	300K	5秒	800米（无障碍物）

7. 系统如何对图片进行管理？

　　用户可通过在计算机上安装专门的软件，或通过浏览器登陆Web界面对前方传来的图片进行接收、存储和管理。系统可以自动标注每一张图片来自的监控地点和拍摄时间，因此很容易进行分类、管理，以及日后的精确检索。基于Web的应用方式，使得用户可以随时随地对前方场景的图片进行浏览和管理，只要他有一台能够接入互联网的电脑，或者甚至是PDA、手机等移动通信终端。

8.系统安装使用是否方便？

　　虽然视频监控在监控市场占据着主导地位，但其在安装、使用、和管理过程中表现出的复杂性一直在困扰着用户。事实上，人们期望通信产品能够成为一种更为高效、灵活和方便的选择，能够很快熟练的使用，而不必花费过多的时间和精力去学习、记忆那些复杂的操作，以及对系统进行经常的维护。

　　显然图片监控在这方面有着独特的优势，其前端设备均采用嵌入式的设计，对于摄像头输入的模拟视频信号，通过嵌入式编码器转换成数字信号，再经过压缩处理模块将数字视频图片压缩成JPEG格式；对于数码相机输入的数字照片也是通过嵌入式设备完成处理。同时系统还具备前端自动推送图片、断线重连、断点续传等强大的传输功能，支持基于Web的远程控制和远程管理，用户界面简洁友好，使用方便。此外，系统采用模块化的设计方式，可根据用户需求灵活扩展各项通信功能，或集成到其它监控系统中使用。

9. 图片监控的费用如何？

　　相对于视频监控，图片监控绝对是一种低成本投入的监控解决方案，它可在如下几个方面节约成本：

　　网络建设和使用费用：图片监控无需象视频监控那样花费大量资金铺设光纤或电缆专线，或以不菲的价格租用专门的信道或联网服务，它可充分利用Internet或CDMA等公用网络工作，相对于视频监控，网络建设和使用成本低得多。

　　设备：图片监控对硬件设备的处理能力要求比视频监控要低得多，用户甚至可以不购买、维护服务器，只是购买系统平台提供的图片即时传输和接收管理服务，因此在设备成本上也远远低于视频监控设备。

　　存储：图片存储较视频存储占用空间要小的多，不必花费大量资金来提高服务器存储容量，或单独购买DVR等数字存储设备。

　　我们进行过计算，图片监控每个监控点的平均费用，大约是目前视频监控的1/4-1/3。

10. 图片监控和视频监控的关系？

　　需要强调的一点是，图片监控是针对监控领域不同的应用需求，进行市场细分的结果。它并不是要取代视频监控，但是在实际的监控应用中，确实存在一些视频监控"不必要"、"不方便实施"的情况，在这些情况下使用图片监控，无疑是很合适的，况且成本又很低。

　　此外，图片监控还可以集成到视频监控系统中，让用户在看到连续的视频图像的同时，对重点关注的场景抓拍高清晰的图片，解决有些应用需求中"视频图像清晰度不够"的问题。

　　最后再提一下，图片监控在可靠性方面较视频监控也有着明显的优势，众所周知视频均采用UDP协议进行传输，也就是说它的传输是不完全可靠的，也不具有重传性，但图片不同于视频，它采用可靠的TCP协议进行传输，对于发送不成功或发送不完整的照片可重新发送，并且由于其占用空间小，可在本地首先进行存储，再进行传输，决不会出现数据丢失的现象。

华纬讯公司供稿 CTI论坛编辑