探析高清数字视频监控系统关键技术及发展

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇探析高清数字视频监控系统关键技术及发展范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：随着社会和经济的发展，我们的视频监控技术经历了模拟时代、数字时代、网络时代的这三代的高速发展后，高清视频监控也正在从模拟高清到数字高清的升华，而科学技术技的飞速发展让我们清楚的看到，高清时代到来已经不再是一种概念，高清产品的不断涌现同样为高清视频监控带来更广阔的发展空间。 由此可见，高清、智能、无线、IP等技术在监控系统中的广泛应用将是行业发展的必然趋势，这些技术也将成为未来监控技术和系统的关键技术。本文详细论述了目前高清视频监控系统的关键技术，并对高清视频监控技术未来的发展方向及趋势进行了展望，以供广大同行参考借鉴。

关键词：高清数字；视频监控系统；关键技术；发展趋势

中图分类号： X924.3 文献标识码： A 文章编号：

引言：近年来，随着我国科学技术的不断发展，高清视频监控技术逐步进入人们的眼帘，成为未来安防监控领域技术发展的方向之一。视频监控技术逐渐从原来的模拟技术发展到了现在的数字技术、网络技术、智能技术，以及现在的高清技术。在这种趋势下，“高清”这一监控技术，不再以前那样，让人们感觉到那么的遥远。同时现在越多来越多的厂商正在开始推出“高清”化的监控产品。透过市场上品类繁多的“高清产品”，我们发现，现在我们的目光已不能仅仅是停留在“高清”概念上，而应更多地关注“高清监控”产品的出现，为现行所有监控系统的带来的提升空间及其应用价值。

1 高清监控概述

视频监控系统的发展经历了从模拟到数字的不同时期，其视频清晰度也在不断的改进，不断提高。高清视频监控技术近年来得以迅速发展的原因，其归根结底是社会进步的需求，科技的高速发展；高清监控的应用主要是为了解决人们在正常监控过程中“细节”看不清的问题。而所谓的“高清”即“高分辨率”高，关于高清的定义，最早来源于数字电视领域，高清电视，又叫“HDTV”，是由美国电影电视工程师协会确定的高清晰度电视标准格式。

而在高清视频标准中，视频从最低标准到较高标准依次为720线非交错式，即720p逐行扫描;1080线交错式，即1080i隔行扫描;1080线非交错式，即1080p逐行扫描，屏幕纵横比为16:9，如果是视音频同步的HDTV，标准输出为杜比5.1声道数字格式。在高清视频监控中，高清的普遍标准是采用720P和1080P的拍摄标准。

2 高清数字视频监控关键技术

2.1 高清视频前端采集技术

高清的视频效果的保证首先来源于高清信息的采集，如果没有前端高清视频采集，无法谈及后端的高清效果。无论是枪机、一体机还是网络摄像机、模拟摄像机，采集的原理都是一致的，只是技术和器件上的区别。对于高清监控系统，前端采集设备一般使用网络摄像机。我们知道，传感器作为摄像机的核心部件，决定着图像质量，被摄物体的图像经过镜头聚焦至传感器芯片上，传感器根据光的强弱进行处理，形成视频信号输出。CCD和CMOS是当前被普遍采用两种图像传感器，两者都利用感光二极管（photodiode）进行光电转换，将图像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同。在高清监控领域，这两种技术也都有所应用。

2.2 高清监控编码技术

数字高清的实现，必然要求视频监控解决各环节：视频采集、视频编码压缩、视频传输、视频存储、视频数字信号的控制与交换、视频浏览、录像文件的回放等都支持高清，并且这些环节几乎都对视频编解码有所要求。因而数字化的视频监控，离不开视频信号的压缩编码，目前国际上制定视频编解码技术的组织有两个，一个是“国际电联（ITU-T）”，它制定的标准有H.261、H.263、H.263+等，另一个是“国际标准化组织（ISO）”它制定的标准有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。而H.264则是由两个组织联合组建的联合视频组（JVT）共同制定的新数字视频编码标准。同时 H.264是一种高性能的视频编解码技术， H.264的高压缩性能，目前作为主流的数字视频监控通常采用H.264标准。

由ITU-T或ISO/IEC标准化组织制定的视频压缩编码标准是一个规范了压缩码流数据结构的开放式标准，可以提供给研究和开发者更多关键技术的创新空间。如消除空间相关性的变换编码技术、帧内预测编码技术，消除时间相关性的帧间预测编码技术都被应用在这些标准中。在变换编码技术中采用离散余弦变换DCT技术，静止图像的压缩编码标准如JPEG2000，Motion-JPEG则改为以小波变换为主的分级视频编码技术。此外，H.264标准中采用帧内预测技术，更小块整数变换技术等。通过运动估计的帧间预测编码技术消除了时间冗余，前向、后向和双向预测技术解决了运动对象移动引起的遮挡、覆盖等问题，进一步提高压缩包。

2.3 高清监控传输技术

视频监控系统的传输方式主要有同轴线缆传输、光纤传输、双绞线传输、无线传输等传输方式。高清视频的传输，也是同样的传输方式，即通过特定介质将高清的视频信号传输给用户。但这里的传输具有两个层次上的划分：一是通过编码处理后的数字信号，这里一般通过传输网络进行传输。由于高清视频的传输信息量大，占用带宽多，采用网线进行连接，对应的带宽为百兆或千兆。二是还要考虑到系统各个接1：3、交换设备、桥接设备等不能因为带宽限制而导致高清视频的传输异常。一般高清视频的码流在2～8M之间可设，由此可见高清占用了更高的网络带宽，因而对于高清监控的要求来说，模拟使用的同轴线缆为传输介质已不能满足高清的视频的要求，需要采用可提供更大带宽的传输方式，所以采用超五类或六类网线、光纤等更高带宽的传输介质进行传输。

3 高清视频监控系统技术在高清化、智能化发展

高清化、智能化是未来视频监控的发展趋势。但同时也对高清视频的传输带来很大的挑战，高清视频监控除了满足帧率及画面的连续性之外，图像的质量更为重要。只有提供清晰度的画面，才能真正成为反映监控现场的视频，并为后端平时的观察、事后检查提供重要的视频信息。但在高清视频监控中，因为监控现场的视频需要通过有限的网络带宽进行传输；因此不得不在画面的流畅性和图像质量之间进行一些权衡。随着光纤的普遍应用及传输技术的发展，以后可以为高清视频提供更高的传输带宽。

日本在上世纪90年代就已研究出画面分辨率为7680x4320像素的超高清晰视频系统UHDV，其扫描行可达4000以上。超高清是在高清基础上的发展，其清晰度比目前市场上最先进的高清电视还要高出16倍。由此可见，超高清技术的发展，为高清视频监控提供了更宽的发展空间，相信超高清的数字视频监控是未来高清视频监控的发展方向。

高清视频技术可以给我们带来高清晰、无延时的包含丰富完整信息的高质量视频源，而智能分析技术则可以通过智能化的信息挖掘给我们带来多样化的应用。没有高质量的视频源，视频智能分析就会因为视频分辨率的问题大大降低准确率，就会因为场景问题，大大减少信息量；相反没有视频智能分析，那我们的高清视频应用就仅仅停留在“看”的初级阶段，而没有上升到“用”的高级阶段。因而高清视频监控技术的发展将推动图像识别和智能分析技术的发展和应用。

4 结束语

随着监控技术不断的发展，高清已经成为监控技术发展的主要方向，我们相信未来视频监控市场将有更多厂商构建起多方共赢的合作关系，未来高清监控也必将被广泛应用。

参考文献：

[1] 卢秋波. 视频监控技术简介与发展趋势[J].电信网技术,2007,(1).

[2] 黎洪松. 数字视频技术 [M].北京：清华大学出版社，2009.