费洪亮

摘 要：随着现代科学技术的发展，视频监控逐渐实现了数字化、智能化、高清化的发展，满足了越来越多行业及用户的发展需求。高清数字视频监控系统的出现，更是引发了安防行业的一场技术革命，成为未来视频监控系统发展的必然趋势。本文基于高清视频监控系统概念及应用特点的阐述，详细分析和探讨了其关键技术。

关键词：智能化;数字视频;高清;视频监控系统;关键技术

我国的视频监控技术发展到目前，经历了从模拟监控系统到数字视频监控的漫长演变过程。视频监控应用领域不断拓展的背景下，国内的安防市场异常活跃，视频监控系统的发展拥有广阔的发展市场和巨大的商机。近年来，随着视频监控用户的增多，人们对视频监控的图像清晰度、信息存储及处理速度等都有了较高的发展要求，高清数字视频监控系统便应运而生。

1.高清数字视频监控

“高清”即高分辨率，其最早来源于数字电视领域，指的是经规范确定的高清晰度电视标准格式，又称为“HDTV”。近年来，高清数字视频监控得以迅速发展，在建筑、交通、商业分析等多个行业得以应用。在大数据及智能化发展背景下，高清数字视频监控系统为适应市场不断创新，应用功能也不断得以完善。系统提供了大量视频压缩标准，用户可灵活进行视频格式的调整，实现带宽及图像质量的优化设置等等。

一般以广电标准的720p、1080p以及1080i三种分辨率作为监控领域的高清标准，而传统的4CIF或FullD1都不能称为高清。然而在视频监控领域，由于其涉及多个技术层面，真正实现高清视频并不容易。一般而言，采用百万高清的CCD或CMOS摄像机就能达到视频的高清标准，但监控系统运行中还需要进行视频编解码、传输、回放、存储及显示等多个环节，期间视频信息量倍增。因此，若要求每个环节都支持高清，仅仅依靠单纯的高清网络摄像机并不能实现高清监控问题的解决。于用户而言，高清视频监控应是一个上述环节均包含在内，形成整体的“高清”，只有这样，才能实现真正意义的高清数字视频监控（见图1）。

2.高清视频监控系统关键技术

作为一个整体，高清视频监控系统从数字视频的图像采集、传输处理到显示应用等环节应具备系列的完整解决方案。

2.1高清前端采集技术

视频监控系统前端信息采集是实现高清视频效果的基础，若不能保证前端视频信息采集的高清，后端的效果也就难以保证。因此，首先要具备高清网络摄像机。摄像机感光元件在很大程度上决定着图像的清晰度，CCD虽在目前最为广泛使用，但其存在较低的响应速度，难以满足高清监控摄像机的扫描方式;采用CMOS敏感元件能较好地对高分辨度进行逐行扫描，但其也存在灵敏度、抗干擾、低照度等方面的不足。

另一方面，CCD技术不断发展，实现了从1/4英寸到1/2甚至2/3英寸的发展，配合图像处理芯片，也能输出720p及1080i的分辨率输出;同样，CMOS由于成本低廉，便于集成，加之成像技术不断进步，因而受到广大客户的喜爱，改种类型的监控摄像机目前已达到1600×1200甚至更高的分辨率。再者，调焦操作在高清视频中也很重要，保证前端采集信息的高清度，也需保证镜头的角度和进光度，并能通过适宜的焦距和光圈来配合成像。因此，要体现高清的视频效果，也通常需要配合较高的变倍。

2.2高清传输技术

网络、光钎、视频基带、宽频共缆等等是现阶段常用的监控系统传输技术，且各技术分别具有不同的自身特点和应用层面。监控系统在进行传输方式的选择时，常需要根据不同的监控要求及传输距离，进行传输方式的选择。就高清数字视频监控系统而言，面对高清应用的超大数据量，满足高速长距离传输，采用光纤传输方式无疑是最佳的选择。光钎传输通过对控制信号向光信号的转换，具有较快的传播速度，成为音视频及控制信号长距离传输的首选。再者，高清意味着更高的带宽，而H.264编码的1080p高清画面约需要10M的带宽，普通的互联网难以承载，因此光纤就显示出一定的应用优势。

2.3高清存储技术

随着视频监控应用规模的日渐广泛，如何更好地实现视频信息的存储和保存成为相关领域研究的焦点。当前较为常用的存储方式主要包括DAS、NAS、SAN等三种。相比而言，直连式存储（DAS）架构较为简单，但对服务器性能要求较高，其并未实现存储和转发的分离，扩容较困难，难以应用于大容量的业务平台。网络接入存储（NAS）的应用主要以文件共享为主，难以有效实现文件的管理和查询，且多会出现数据难以调用的情况，因此不适合应用于监控领域。存储区域网络（SAN）又可分为FC SAN和IP SAN两种，其中FC SAN建设成本较高，多用于高带宽、低延时的IT系统，在视频监控领域应用不多;相对而言，IP SAN在视频监控系统存储中较为常用，尤其是大容量广域网的监控存储领域。

2.4高清显示技术

为保证显示效果，高清视频监控对显示设备也具有较高的要求。一般的液晶屏和显示器难以支持高清视频监控的分辨率标准。高清视频监控所用的显示设备不仅要支持较高的视频输出分辨率标准，还应对所用现实设备的显卡性能、配套服务器接口类型等因素进行综合考虑。

2.5高清与智能的融合技术

视频监控分辨率的提高并不能代表高清数字视频监控系统的全部特色。同样，高清系统中融合了智能化技术，能带来原有标清系统无法实现的效果，如对智能人脸识别术、智能车牌识别等，这也是相关领域的一场技术变革。实现高清与智能技术的融合应用，两者相辅相成，带来视频监控应用模式的变革。

3.结束语

综上所述，从某种程度上讲，高清数字视频监控系统以现代信息网络为依托，以智能化、高清化的视频采集、传输、存储及引用为特色，引领着安防行业未来的发展趋势。随着科技发展的日新月异，也必将会有更多的新技术在视频监控中得以应用，进而带动高清数字视频监控系统逐步完善，以更好地为用户服务。

参考文献：

[1]刘丽芬.浅谈视频监控系统的优化改造[J].科技创新导报，2018，15（36）：112-113.

[2]孙建国.视频监控系统技术发展分析[J].科学技术创新，2018（19）：86-87.

[3]石建盛.甘肃高速公路高清视频监控系统设计及其实现[J].甘肃科技，2017，33（11）：83-85.

[4]程茂强.高清视频监控存储浅析[J].中国交通信息化，2017（02）：119-120+122.

[5]冯涛.视频监控系统的高清标清对比与发展[J].中国交通信息化，2015（07）：111-116.