新型网络摄象机在现代公路监控中的应用[原创]

郁金香-芳芳

什么是网络摄像机？　　网络摄像机是集视频压缩技术、计算机技术、网络技术、嵌入式技术等多种先进技术于一体的数字摄像设备。它的主要特点为：　　·包括一个镜头、光学过滤器、影像感应器、视频压缩卡、Web服务器、网卡等设备。　　·采用嵌入式系统，无需计算机的协助便可独立工作。　　·有独立的IP地址，可通过LAN、DSL连接或无线网络适配器直接与以太网连接。　　·支持多种网络通信协议，如TCP/IP，局域网上的用户以及INTERNET上的用户使用标准的网络浏览器就可以根据IP地址对网络摄像机进行访问。　　·观看通过网络传输的实时图像。　　·通过对镜头、云台的控制，对目标进行全方位的监控。　　·先进的网络摄像机还包含很多其它更有吸引力的功能，例如运动探查，电子邮件警报和FTP报警等。　　·采用了新的MPEG4视频压缩技术，从根本上很好地解决了图像数字化和带宽之间的突出矛盾，算法的特点在于它实现了高质量视频图像的极高压缩比。对 比同样的DVD图像质量，压缩比相对MPEG2提高了3-5倍以上，MPEG4技术使网络摄像机进入实用化阶段。网络摄像机的主要用途是用于视频监控。我们首先来回顾一下视频监控系统的发展历史：　　1）第一代模拟图像监控。主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机组成，摄像机采集的视频信号采用模拟方式传输，主要采用专用的视频电缆，传输距离不 太远，适用于小范围监控，如建筑物内部监控，只能在本地监控中心观看监控图像。它的功能单一，设备繁多，不易扩展。　　2）第二代基于PC技术的监控。随着计算机多媒体技术的发展，数字视频压缩编码技术日益成熟，因此计算机被广泛地应用于监控领域。它一般采取以下结 构：在前端监控现场，有若干台摄像机，通过相应的线路连接到监控终端上，监控终端可以是一台PC机，也可以是专用的工控机。监控终端除了可以处理摄像机传 输过来的视频信号外，还可以利用视频压缩卡和通讯接口卡，利用通讯网络，将这些信号传输到一个或多个监控中心以便集中处理。基于PC的监控系统，功能较 强，灵活性高，可以发挥现代计算机强大的处理功能，但它的稳定性一般，另外，它的软件的开放性不好，难于对系统直接进行扩展。　　3）第三代基于嵌入式的网络监控。随着IC技术及网络技术的迅速发展，出现了一种新的基于嵌入式技术的网络视频监控系统。它的主要原理是：采用嵌入式 实时多任务操作系统, 在芯片上集成了视频压缩与传输处理功能。摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片进行压缩，然后通过内部处理后传送到网络或服务器上。网络上的用户 可以通过专用软件或者直接用浏览器观看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进行配置。这种监控系统的主要特点 是： 把视频压缩和处理功能集成到一个体积很小的设备内，可以直接连入以太网或广域网，达到即插即看，省掉各种复杂的电缆，安装方便（仅需设置一个IP地址）， 用户端甚至无需使用专用软件而仅用浏览器即可观看。基于嵌入式技术的网络视频监控的一个代表产品就是网络摄像机。　　我国高速公路发展迅速，已经形成了纵横交错的高速公路网，极大地促进了经济的发展。目前我国高速公路通车总里程已达三万多公里，位居世界第二，有16 个省的高速公路超过1000公里。基于此，对高速公路进行有效的管理，使其发挥最大的效益就非常有必要。可以采取各种方式来对高速公路进行管理和控制，最 常用和最有效的方法就是对高速公路进行实时监控，随时了解和掌握高速公路当前的运转情况和状态。　　高速公路的监控是管理的主要手段。传统的模拟闭路电视监控系统经过多年的发展，已经非常成熟，在高速公路获得了极其广泛的应用。但是，随着高速公路的日益增长，对监控提出了更高的需求。主要表现在：　　·各地的高速公路在完成路段联网的同时，也需要图像的联网。　　·监控系统采集到路段现场情况，不但要传输到路段中心，同时还需要传输到地区中心、省中心，有时还需要将不同路段的监控图像相互交换。　　·图像的路数要尽可能的多，图像质量越清晰越好。　　·各级管理部门对图像的需求显著增加，需要随时了解和掌握高速公路的现场情况，以便作出相应的决策。这些部门位于不同的地理位置，以往的监控系统难以满足这些需要，且代价高昂。因此，网络化监控系统的发展将是必然趋势，原因是：　　·首先通过网络，可以将监控图像在网络内传输，不再需要考虑地理位置，只需建立必要的网络连接即可。由于当前政府管理部门已经基本建成办公网络，所以只需将监控图像传入办公网，就可以让领导了解现场情况。　　·其次，图像远程传输容量摆脱了物理链路的限制，通过综合平衡，使系统的传输能力大大提高。　　· 图像按需传输。用户可以选择性地观看指定地点的图像，而不需要观看的图像则没有必要传输，这样就不必占用带宽。　　·另外，图像数字化后，在网络上即使经过多次传输也不会劣化，使图像质量有了根本保证。　　根据上面的描述，可以看到，网络摄像机是为了满足这些实际需要而产生的，特别是为了满足宽带网络传输视频图像的需要。随着宽带网络逐步进入到大

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