基于圖片的網(wǎng)絡(luò )監控方案

2005/06/30

  一提起監控,您也許就會(huì )想到視頻,認為監控就是通過(guò)動(dòng)態(tài)的視頻圖像,實(shí)時(shí)看到周?chē)蜻h處正在發(fā)生的一切。然而,是不是所有的監控對象都需要用實(shí)時(shí)的視頻圖像來(lái)反映呢?無(wú)論是傳統的模擬視頻監控,還是新興的數字視頻監控,都需要花費大量的資金和氣力來(lái)鋪設專(zhuān)門(mén)的光纖或電纜,以保證視頻的正常傳輸和圖像質(zhì)量,有沒(méi)有辦法利用公共的互聯(lián)網(wǎng)就能達到監控的目的呢?

  我們不妨退一步,來(lái)看待上面的問(wèn)題。視頻是什么?視頻就是一副副靜態(tài)圖片的連續動(dòng)態(tài)呈現。如果我們關(guān)注的不是某一事件發(fā)生的連續過(guò)程,而是某一事件是否發(fā)生,發(fā)生時(shí)的現場(chǎng)狀況如何,高清晰的數字圖片就能達到反映現場(chǎng)狀況的目的,在這種情況下,我們是否還需要高成本的實(shí)時(shí)視頻傳輸?我們能否以"圖片監控"的思路,來(lái)達到某些應用場(chǎng)景下的監控目的呢?答案是肯定的。事實(shí)上由于相對于視頻,圖片具有清晰度高、傳輸占用帶寬低、存儲占用空間小、易于檢索等特點(diǎn),在某些應用場(chǎng)合,采用圖片監控比視頻監控更合適。

1. 什么是圖片監控?

  "圖片監控"是以圖片作為信息載體的監控應用方式。它將數碼相機或攝像頭在監控現場(chǎng)采集到的高清晰數字圖片,通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行傳輸,再通過(guò)智能化的計算機軟件將它們即時(shí)呈現在遠端的用戶(hù)面前,讓人們通過(guò)高清晰的數字圖片,實(shí)時(shí)了解前方現場(chǎng)的狀況,從而達到遠程聯(lián)網(wǎng)監控的目的。

2. 哪些場(chǎng)景適宜于做圖片監控?

  事件敏感場(chǎng)景,視頻監控"不必需":這一類(lèi)的應用場(chǎng)景通常只關(guān)注某一事件是否發(fā)生,而非事件發(fā)生的動(dòng)態(tài)連續過(guò)程。例如環(huán)保領(lǐng)域工地揚塵監控,通過(guò)高清晰的數字圖片就能反映現場(chǎng)工地揚塵情況;再例如安保領(lǐng)域門(mén)禁和通道的監控、無(wú)人值守設備防盜監控,我們只需要在前方監控設備上加入一些觸發(fā)機制,如傳感器觸發(fā)、紅外觸發(fā)等,就可在外人侵入時(shí),自動(dòng)抓拍現場(chǎng)高清晰圖片,并自動(dòng)推送到監控中心,發(fā)起警報,監控中心便可以迅速采取措施,同時(shí)侵入人的特征也通過(guò)高分辨率的圖片保留下來(lái),利于查證。

  監控點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )條件差,視頻監控"不方便實(shí)施":某些監控的應用環(huán)境決定了如果要部署大量視頻監控點(diǎn),費用非常高,例如監控點(diǎn)分散在海上、偏遠地區等。圖片監控由于傳輸的是圖片,對網(wǎng)絡(luò )帶寬要求相對較低,只要能打電話(huà)、包括移動(dòng)電話(huà)的地方,就能滿(mǎn)足圖片傳輸的網(wǎng)絡(luò )需求,進(jìn)行圖片監控。

  對場(chǎng)景清晰度要求高,"視頻圖像清晰度不夠":例如交管監控中對車(chē)牌號的記錄、防汛中對水位線(xiàn)高度的遠程監控、遠程技術(shù)支持中對儀器部件和電路板的遠程查看等等。數字視頻的分辨率一般是遠低于數字圖片的,在北京就發(fā)生過(guò)居民小區里的汽車(chē)被砸,視頻記錄了全過(guò)程,卻無(wú)法看清砸車(chē)人所乘車(chē)輛的車(chē)牌號的事件。

3. 如何保證得到想要的圖片?

  很多人可能會(huì )問(wèn):圖片是不連續的,我怎么控制拍照的時(shí)機,保證我想看到的場(chǎng)景圖片剛好就被拍下來(lái)了呢?

  我們可以結合各行業(yè)的實(shí)際應用,通過(guò)不同的觸發(fā)機制對不同的環(huán)境實(shí)施晝夜監控,如溫度傳感器、濕度傳感器、電壓傳感器觸發(fā);微波探測器、聲音探測器、振動(dòng)探測器以及紅外探測器觸發(fā)等。這些觸發(fā)裝置輸出的報警信號,可以觸發(fā)前端設備自動(dòng)作出如下一系列的動(dòng)作:首先控制電動(dòng)云臺將攝像頭或照相機自動(dòng)對準事發(fā)現場(chǎng),然后自動(dòng)進(jìn)行拍攝,并將拍攝的高清晰現場(chǎng)圖片自動(dòng)推送到監控中心,同時(shí)發(fā)起警報。

  我們也可通過(guò)聯(lián)動(dòng)裝置對監控的場(chǎng)所進(jìn)行多角度,全方位的監控。除此之外還可根據需要遠程進(jìn)行抓拍,或設置時(shí)間間隔來(lái)定時(shí)自動(dòng)拍攝。這些靈活的拍照設置機制、遠程抓拍機制和自動(dòng)觸發(fā)機制,充分保障了用戶(hù)得到想要的圖片。

4. 如何解決圖片視角范圍小,監控范圍有限的問(wèn)題?

  普通的網(wǎng)絡(luò )視頻監控視角固定,使得監控范圍受限,雖然可采用球面鏡頭,但仍需要通過(guò)云臺控制來(lái)不停的改變監控視角。靜態(tài)圖片,通過(guò)全景成像技術(shù)則完全可以擴展其監控范圍,全景圖片視角范圍可以達到全視角(360ox360o),只需進(jìn)行一次拍攝,監控現場(chǎng)就可一覽無(wú)遺。該技術(shù)目前均采用硬件和軟件結合的解決方案,前端既可采用數碼相機+外接式魚(yú)眼鏡頭或柱面鏡頭進(jìn)行廣角圖片的采集;也可通過(guò)攝像頭在不改變硬件的條件下,利用智能識別和數字圖像處理算法,實(shí)時(shí)拍攝360度廣角照片(用30萬(wàn)像素的攝像頭可拍攝高達200萬(wàn)像素的全景照片)。然后將抓拍的廣角照片通過(guò)軟件技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)展開(kāi)和拼接等處理,生成一幅三維的全景照片,此項技術(shù)不但可以有效擴展拍攝角度,提高拍攝質(zhì)量,更可以給用戶(hù)帶來(lái)真實(shí)地現場(chǎng)感和交互的感受。

5. 圖片與視頻相比,清晰程度如何?

  數字化監控行業(yè)對數字視頻監控產(chǎn)品提出兩項要求:首先要求數據量低,保證系統能夠長(cháng)時(shí)間錄像和穩定實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò )傳輸;其次要求回放圖像清晰度高,滿(mǎn)足對細節的要求。因此,視頻監控始終面對著(zhù)"數據量"和"圖像清晰度"這兩個(gè)因素之間的權衡,目前視頻監控行業(yè)中,CIF(352*288)錄像分辨率是主流分辨率,絕大部分產(chǎn)品都采用CIF分辨率。

  而使用圖片作為信息載體,則"魚(yú)和熊掌"得兼,在低數據量條件下,得到高分辨率的圖像信息。以北京普訊科技有限公司的"快照通"即時(shí)圖片通信系統為例,此系統采用以下兩種方式來(lái)獲取圖片:一種是從視頻流當中捕獲,通常采用攝像頭作為視頻流的輸入,再通過(guò)其他硬件設備從視頻流當中捕獲其中的某一幀進(jìn)行加工處理作為圖片輸出,圖片分辨率一般為720*576,大小為20~30k。另一種是通過(guò)數碼相機采集圖片,數碼相機能拍攝多高分辨率的圖片,系統就能即時(shí)獲取并傳輸多高分辨率的圖片。目前,國內較低價(jià)位的數碼相機已經(jīng)達到300萬(wàn)像素(分辨率為2048 x 1536)、遠高于視頻圖像分辨率。

  采用"快照通"即時(shí)圖片通信系統,將前方場(chǎng)景通過(guò)高清晰數字圖片分毫畢現,特別適合對圖片精細度有較高要求的監控應用。

6. 圖片的網(wǎng)絡(luò )傳輸速度?

  相對于遠程數字視頻傳輸,圖片傳輸占用帶寬更低,網(wǎng)絡(luò )傳輸速度更快。通常情況下一張圖片在不同的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下需要傳輸多長(cháng)時(shí)間呢?以下是一張300K的數字圖片在不同的有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下實(shí)測的數據。

有線(xiàn)

接入方式

理論傳輸速率

傳輸照片大小

實(shí)測傳輸時(shí)間  

ADSL/RADSL

512 kbps

300K

3

Modem撥號上網(wǎng)

56kbps

300K

34

IDSL/ISDN

128kbps

300K

15

HDSL

2Mbps

300K

1

VDSL

53Mbps

300K

1

XDSL

2Mbps

300K

1

DDN專(zhuān)線(xiàn)

2Mbps

300K

1

無(wú)線(xiàn)

接入方式

理論傳輸速率

傳輸照片大小

實(shí)測傳輸時(shí)間

實(shí)測傳輸距離

CDMA-1x

152kbps

300K

31

——

GPRS

112kbps

300K

58

    ——

紅外線(xiàn)

4Mbps

300K

5

1.5米(無(wú)障礙物)

藍牙

2Mbps

300K

9

10米(無(wú)障礙物)

Wi-Fi

11Mbps

300K

5

800米(無(wú)障礙物)

7. 系統如何對圖片進(jìn)行管理?

  用戶(hù)可通過(guò)在計算機上安裝專(zhuān)門(mén)的軟件,或通過(guò)瀏覽器登陸Web界面對前方傳來(lái)的圖片進(jìn)行接收、存儲和管理。系統可以自動(dòng)標注每一張圖片來(lái)自的監控地點(diǎn)和拍攝時(shí)間,因此很容易進(jìn)行分類(lèi)、管理,以及日后的精確檢索。基于Web的應用方式,使得用戶(hù)可以隨時(shí)隨地對前方場(chǎng)景的圖片進(jìn)行瀏覽和管理,只要他有一臺能夠接入互聯(lián)網(wǎng)的電腦,或者甚至是PDA、手機等移動(dòng)通信終端。

8.系統安裝使用是否方便?

  雖然視頻監控在監控市場(chǎng)占據著(zhù)主導地位,但其在安裝、使用、和管理過(guò)程中表現出的復雜性一直在困擾著(zhù)用戶(hù)。事實(shí)上,人們期望通信產(chǎn)品能夠成為一種更為高效、靈活和方便的選擇,能夠很快熟練的使用,而不必花費過(guò)多的時(shí)間和精力去學(xué)習、記憶那些復雜的操作,以及對系統進(jìn)行經(jīng)常的維護。

  顯然圖片監控在這方面有著(zhù)獨特的優(yōu)勢,其前端設備均采用嵌入式的設計,對于攝像頭輸入的模擬視頻信號,通過(guò)嵌入式編碼器轉換成數字信號,再經(jīng)過(guò)壓縮處理模塊將數字視頻圖片壓縮成JPEG格式;對于數碼相機輸入的數字照片也是通過(guò)嵌入式設備完成處理。同時(shí)系統還具備前端自動(dòng)推送圖片、斷線(xiàn)重連、斷點(diǎn)續傳等強大的傳輸功能,支持基于Web的遠程控制和遠程管理,用戶(hù)界面簡(jiǎn)潔友好,使用方便。此外,系統采用模塊化的設計方式,可根據用戶(hù)需求靈活擴展各項通信功能,或集成到其它監控系統中使用。

9. 圖片監控的費用如何?

  相對于視頻監控,圖片監控絕對是一種低成本投入的監控解決方案,它可在如下幾個(gè)方面節約成本:

  網(wǎng)絡(luò )建設和使用費用:圖片監控無(wú)需象視頻監控那樣花費大量資金鋪設光纖或電纜專(zhuān)線(xiàn),或以不菲的價(jià)格租用專(zhuān)門(mén)的信道或聯(lián)網(wǎng)服務(wù),它可充分利用Internet或CDMA等公用網(wǎng)絡(luò )工作,相對于視頻監控,網(wǎng)絡(luò )建設和使用成本低得多。

  設備:圖片監控對硬件設備的處理能力要求比視頻監控要低得多,用戶(hù)甚至可以不購買(mǎi)、維護服務(wù)器,只是購買(mǎi)系統平臺提供的圖片即時(shí)傳輸和接收管理服務(wù),因此在設備成本上也遠遠低于視頻監控設備。

  存儲:圖片存儲較視頻存儲占用空間要小的多,不必花費大量資金來(lái)提高服務(wù)器存儲容量,或單獨購買(mǎi)DVR等數字存儲設備。

  我們進(jìn)行過(guò)計算,圖片監控每個(gè)監控點(diǎn)的平均費用,大約是目前視頻監控的1/4-1/3。

10. 圖片監控和視頻監控的關(guān)系?

  需要強調的一點(diǎn)是,圖片監控是針對監控領(lǐng)域不同的應用需求,進(jìn)行市場(chǎng)細分的結果。它并不是要取代視頻監控,但是在實(shí)際的監控應用中,確實(shí)存在一些視頻監控"不必要"、"不方便實(shí)施"的情況,在這些情況下使用圖片監控,無(wú)疑是很合適的,況且成本又很低。

  此外,圖片監控還可以集成到視頻監控系統中,讓用戶(hù)在看到連續的視頻圖像的同時(shí),對重點(diǎn)關(guān)注的場(chǎng)景抓拍高清晰的圖片,解決有些應用需求中"視頻圖像清晰度不夠"的問(wèn)題。

  最后再提一下,圖片監控在可靠性方面較視頻監控也有著(zhù)明顯的優(yōu)勢,眾所周知視頻均采用UDP協(xié)議進(jìn)行傳輸,也就是說(shuō)它的傳輸是不完全可靠的,也不具有重傳性,但圖片不同于視頻,它采用可靠的TCP協(xié)議進(jìn)行傳輸,對于發(fā)送不成功或發(fā)送不完整的照片可重新發(fā)送,并且由于其占用空間小,可在本地首先進(jìn)行存儲,再進(jìn)行傳輸,決不會(huì )出現數據丟失的現象。

華緯訊公司供稿 CTI論壇編輯



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