基于圖片的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方案

2005/06/30

  一提起監(jiān)控,您也許就會(huì)想到視頻,認(rèn)為監(jiān)控就是通過動(dòng)態(tài)的視頻圖像,實(shí)時(shí)看到周圍或遠(yuǎn)處正在發(fā)生的一切。然而,是不是所有的監(jiān)控對(duì)象都需要用實(shí)時(shí)的視頻圖像來反映呢?無論是傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控,還是新興的數(shù)字視頻監(jiān)控,都需要花費(fèi)大量的資金和氣力來鋪設(shè)專門的光纖或電纜,以保證視頻的正常傳輸和圖像質(zhì)量,有沒有辦法利用公共的互聯(lián)網(wǎng)就能達(dá)到監(jiān)控的目的呢?

  我們不妨退一步,來看待上面的問題。視頻是什么?視頻就是一副副靜態(tài)圖片的連續(xù)動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)。如果我們關(guān)注的不是某一事件發(fā)生的連續(xù)過程,而是某一事件是否發(fā)生,發(fā)生時(shí)的現(xiàn)場狀況如何,高清晰的數(shù)字圖片就能達(dá)到反映現(xiàn)場狀況的目的,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(jiān)控"的思路,來達(dá)到某些應(yīng)用場景下的監(jiān)控目的呢?答案是肯定的。事實(shí)上由于相對(duì)于視頻,圖片具有清晰度高、傳輸占用帶寬低、存儲(chǔ)占用空間小、易于檢索等特點(diǎn),在某些應(yīng)用場合,采用圖片監(jiān)控比視頻監(jiān)控更合適。

1. 什么是圖片監(jiān)控?

  "圖片監(jiān)控"是以圖片作為信息載體的監(jiān)控應(yīng)用方式。它將數(shù)碼相機(jī)或攝像頭在監(jiān)控現(xiàn)場采集到的高清晰數(shù)字圖片,通過有線或無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,再通過智能化的計(jì)算機(jī)軟件將它們即時(shí)呈現(xiàn)在遠(yuǎn)端的用戶面前,讓人們通過高清晰的數(shù)字圖片,實(shí)時(shí)了解前方現(xiàn)場的狀況,從而達(dá)到遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的目的。

2. 哪些場景適宜于做圖片監(jiān)控?

  事件敏感場景,視頻監(jiān)控"不必需":這一類的應(yīng)用場景通常只關(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(xù)過程。例如環(huán)保領(lǐng)域工地?fù)P塵監(jiān)控,通過高清晰的數(shù)字圖片就能反映現(xiàn)場工地?fù)P塵情況;再例如安保領(lǐng)域門禁和通道的監(jiān)控、無人值守設(shè)備防盜監(jiān)控,我們只需要在前方監(jiān)控設(shè)備上加入一些觸發(fā)機(jī)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(xiàn)場高清晰圖片,并自動(dòng)推送到監(jiān)控中心,發(fā)起警報(bào),監(jiān)控中心便可以迅速采取措施,同時(shí)侵入人的特征也通過高分辨率的圖片保留下來,利于查證。

  監(jiān)控點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)條件差,視頻監(jiān)控"不方便實(shí)施":某些監(jiān)控的應(yīng)用環(huán)境決定了如果要部署大量視頻監(jiān)控點(diǎn),費(fèi)用非常高,例如監(jiān)控點(diǎn)分散在海上、偏遠(yuǎn)地區(qū)等。圖片監(jiān)控由于傳輸?shù)氖菆D片,對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求相對(duì)較低,只要能打電話、包括移動(dòng)電話的地方,就能滿足圖片傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)需求,進(jìn)行圖片監(jiān)控。

  對(duì)場景清晰度要求高,"視頻圖像清晰度不夠":例如交管監(jiān)控中對(duì)車牌號(hào)的記錄、防汛中對(duì)水位線高度的遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程技術(shù)支持中對(duì)儀器部件和電路板的遠(yuǎn)程查看等等。數(shù)字視頻的分辨率一般是遠(yuǎn)低于數(shù)字圖片的,在北京就發(fā)生過居民小區(qū)里的汽車被砸,視頻記錄了全過程,卻無法看清砸車人所乘車輛的車牌號(hào)的事件。

3. 如何保證得到想要的圖片?

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

  我們可以結(jié)合各行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用,通過不同的觸發(fā)機(jī)制對(duì)不同的環(huán)境實(shí)施晝夜監(jiān)控,如溫度傳感器、濕度傳感器、電壓傳感器觸發(fā);微波探測(cè)器、聲音探測(cè)器、振動(dòng)探測(cè)器以及紅外探測(cè)器觸發(fā)等。這些觸發(fā)裝置輸出的報(bào)警信號(hào),可以觸發(fā)前端設(shè)備自動(dòng)作出如下一系列的動(dòng)作:首先控制電動(dòng)云臺(tái)將攝像頭或照相機(jī)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)事發(fā)現(xiàn)場,然后自動(dòng)進(jìn)行拍攝,并將拍攝的高清晰現(xiàn)場圖片自動(dòng)推送到監(jiān)控中心,同時(shí)發(fā)起警報(bào)。

  我們也可通過聯(lián)動(dòng)裝置對(duì)監(jiān)控的場所進(jìn)行多角度,全方位的監(jiān)控。除此之外還可根據(jù)需要遠(yuǎn)程進(jìn)行抓拍,或設(shè)置時(shí)間間隔來定時(shí)自動(dòng)拍攝。這些靈活的拍照設(shè)置機(jī)制、遠(yuǎn)程抓拍機(jī)制和自動(dòng)觸發(fā)機(jī)制,充分保障了用戶得到想要的圖片。

4. 如何解決圖片視角范圍小,監(jiān)控范圍有限的問題?

  普通的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控視角固定,使得監(jiān)控范圍受限,雖然可采用球面鏡頭,但仍需要通過云臺(tái)控制來不停的改變監(jiān)控視角。靜態(tài)圖片,通過全景成像技術(shù)則完全可以擴(kuò)展其監(jiān)控范圍,全景圖片視角范圍可以達(dá)到全視角(360ox360o),只需進(jìn)行一次拍攝,監(jiān)控現(xiàn)場就可一覽無遺。該技術(shù)目前均采用硬件和軟件結(jié)合的解決方案,前端既可采用數(shù)碼相機(jī)+外接式魚眼鏡頭或柱面鏡頭進(jìn)行廣角圖片的采集;也可通過攝像頭在不改變硬件的條件下,利用智能識(shí)別和數(shù)字圖像處理算法,實(shí)時(shí)拍攝360度廣角照片(用30萬像素的攝像頭可拍攝高達(dá)200萬像素的全景照片)。然后將抓拍的廣角照片通過軟件技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)展開和拼接等處理,生成一幅三維的全景照片,此項(xiàng)技術(shù)不但可以有效擴(kuò)展拍攝角度,提高拍攝質(zhì)量,更可以給用戶帶來真實(shí)地現(xiàn)場感和交互的感受。

5. 圖片與視頻相比,清晰程度如何?

  數(shù)字化監(jiān)控行業(yè)對(duì)數(shù)字視頻監(jiān)控產(chǎn)品提出兩項(xiàng)要求:首先要求數(shù)據(jù)量低,保證系統(tǒng)能夠長時(shí)間錄像和穩(wěn)定實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)傳輸;其次要求回放圖像清晰度高,滿足對(duì)細(xì)節(jié)的要求。因此,視頻監(jiān)控始終面對(duì)著"數(shù)據(jù)量"和"圖像清晰度"這兩個(gè)因素之間的權(quán)衡,目前視頻監(jiān)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"魚和熊掌"得兼,在低數(shù)據(jù)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(tǒng)為例,此系統(tǒng)采用以下兩種方式來獲取圖片:一種是從視頻流當(dāng)中捕獲,通常采用攝像頭作為視頻流的輸入,再通過其他硬件設(shè)備從視頻流當(dāng)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。另一種是通過數(shù)碼相機(jī)采集圖片,數(shù)碼相機(jī)能拍攝多高分辨率的圖片,系統(tǒng)就能即時(shí)獲取并傳輸多高分辨率的圖片。目前,國內(nèi)較低價(jià)位的數(shù)碼相機(jī)已經(jīng)達(dá)到300萬像素(分辨率為2048 x 1536)、遠(yuǎn)高于視頻圖像分辨率。

  采用"快照通"即時(shí)圖片通信系統(tǒng),將前方場景通過高清晰數(shù)字圖片分毫畢現(xiàn),特別適合對(duì)圖片精細(xì)度有較高要求的監(jiān)控應(yīng)用。

6. 圖片的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度?

  相對(duì)于遠(yuǎn)程數(shù)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)境下需要傳輸多長時(shí)間呢?以下是一張300K的數(shù)字圖片在不同的有線和無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)。

有線

接入方式

理論傳輸速率

傳輸照片大小

實(shí)測(cè)傳輸時(shí)間  

ADSL/RADSL

512 kbps

300K

3

Modem撥號(hào)上網(wǎng)

56kbps

300K

34

IDSL/ISDN

128kbps

300K

15

HDSL

2Mbps

300K

1

VDSL

53Mbps

300K

1

XDSL

2Mbps

300K

1

DDN專線

2Mbps

300K

1

無線

接入方式

理論傳輸速率

傳輸照片大小

實(shí)測(cè)傳輸時(shí)間

實(shí)測(cè)傳輸距離

CDMA-1x

152kbps

300K

31

——

GPRS

112kbps

300K

58

    ——

紅外線

4Mbps

300K

5

1.5米(無障礙物)

藍(lán)牙

2Mbps

300K

9

10米(無障礙物)

Wi-Fi

11Mbps

300K

5

800米(無障礙物)

7. 系統(tǒng)如何對(duì)圖片進(jìn)行管理?

  用戶可通過在計(jì)算機(jī)上安裝專門的軟件,或通過瀏覽器登陸Web界面對(duì)前方傳來的圖片進(jìn)行接收、存儲(chǔ)和管理。系統(tǒng)可以自動(dòng)標(biāo)注每一張圖片來自的監(jiān)控地點(diǎn)和拍攝時(shí)間,因此很容易進(jìn)行分類、管理,以及日后的精確檢索;赪eb的應(yīng)用方式,使得用戶可以隨時(shí)隨地對(duì)前方場景的圖片進(jìn)行瀏覽和管理,只要他有一臺(tái)能夠接入互聯(lián)網(wǎng)的電腦,或者甚至是PDA、手機(jī)等移動(dòng)通信終端。

8.系統(tǒng)安裝使用是否方便?

  雖然視頻監(jiān)控在監(jiān)控市場占據(jù)著主導(dǎo)地位,但其在安裝、使用、和管理過程中表現(xiàn)出的復(fù)雜性一直在困擾著用戶。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(fèi)過多的時(shí)間和精力去學(xué)習(xí)、記憶那些復(fù)雜的操作,以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)常的維護(hù)。

  顯然圖片監(jiān)控在這方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),其前端設(shè)備均采用嵌入式的設(shè)計(jì),對(duì)于攝像頭輸入的模擬視頻信號(hào),通過嵌入式編碼器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),再經(jīng)過壓縮處理模塊將數(shù)字視頻圖片壓縮成JPEG格式;對(duì)于數(shù)碼相機(jī)輸入的數(shù)字照片也是通過嵌入式設(shè)備完成處理。同時(shí)系統(tǒng)還具備前端自動(dòng)推送圖片、斷線重連、斷點(diǎn)續(xù)傳等強(qiáng)大的傳輸功能,支持基于Web的遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程管理,用戶界面簡潔友好,使用方便。此外,系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)方式,可根據(jù)用戶需求靈活擴(kuò)展各項(xiàng)通信功能,或集成到其它監(jiān)控系統(tǒng)中使用。

9. 圖片監(jiān)控的費(fèi)用如何?

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

  網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和使用費(fèi)用:圖片監(jiān)控?zé)o需象視頻監(jiān)控那樣花費(fèi)大量資金鋪設(shè)光纖或電纜專線,或以不菲的價(jià)格租用專門的信道或聯(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(duì)于視頻監(jiān)控,網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和使用成本低得多。

  設(shè)備:圖片監(jiān)控對(duì)硬件設(shè)備的處理能力要求比視頻監(jiān)控要低得多,用戶甚至可以不購買、維護(hù)服務(wù)器,只是購買系統(tǒng)平臺(tái)提供的圖片即時(shí)傳輸和接收管理服務(wù),因此在設(shè)備成本上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于視頻監(jiān)控設(shè)備。

  存儲(chǔ):圖片存儲(chǔ)較視頻存儲(chǔ)占用空間要小的多,不必花費(fèi)大量資金來提高服務(wù)器存儲(chǔ)容量,或單獨(dú)購買DVR等數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備。

  我們進(jìn)行過計(jì)算,圖片監(jiān)控每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的平均費(fèi)用,大約是目前視頻監(jiān)控的1/4-1/3。

10. 圖片監(jiān)控和視頻監(jiān)控的關(guān)系?

  需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是,圖片監(jiān)控是針對(duì)監(jiān)控領(lǐng)域不同的應(yīng)用需求,進(jìn)行市場細(xì)分的結(jié)果。它并不是要取代視頻監(jiān)控,但是在實(shí)際的監(jiān)控應(yīng)用中,確實(shí)存在一些視頻監(jiān)控"不必要"、"不方便實(shí)施"的情況,在這些情況下使用圖片監(jiān)控,無疑是很合適的,況且成本又很低。

  此外,圖片監(jiān)控還可以集成到視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,讓用戶在看到連續(xù)的視頻圖像的同時(shí),對(duì)重點(diǎn)關(guān)注的場景抓拍高清晰的圖片,解決有些應(yīng)用需求中"視頻圖像清晰度不夠"的問題。

  最后再提一下,圖片監(jiān)控在可靠性方面較視頻監(jiān)控也有著明顯的優(yōu)勢(shì),眾所周知視頻均采用UDP協(xié)議進(jìn)行傳輸,也就是說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(duì)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(chǔ),再進(jìn)行傳輸,決不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。

華緯訊公司供稿 CTI論壇編輯



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