視頻監(jiān)控作為一種傳統(tǒng)視頻技術與現(xiàn)代通信技術相結合的應用，目前在國內外已引起了越來越多的關注。視頻監(jiān)控業(yè)務具有悠久的歷史，在傳統(tǒng)上廣泛應用于安防領域，是協(xié)助公共安全部門打擊犯罪、維持社會安定的重要手段。近年來，隨著寬帶的普及，計算機技術的發(fā)展，圖像處理技術的提高，視頻監(jiān)控正越來越廣泛地滲透到教育、政府、娛樂、醫(yī)療、酒店、運動等其他各種領域。下面闡述目前視頻監(jiān)控需要用到的各種主流技術。

　　流媒體技術

　　流媒體技術也稱流式媒體技術。所謂流媒體技術就是把連續(xù)的影像和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后放上網(wǎng)站服務器，讓用戶一邊一邊觀看、收聽，而不要等整個壓縮文件到自己的計算機上才可以觀看的網(wǎng)絡傳輸技術。該技術先在使用者端的計算機上創(chuàng)建一個緩沖區(qū)，在播放前預先下一段數(shù)據(jù)作為緩沖，在網(wǎng)路實際連線速度小于播放所耗的速度時，播放程序就會取用一小段緩沖區(qū)內的數(shù)據(jù)，這樣可以避免播放的中斷，也使得播放品質得以保證。

　　流媒體技術不是一種單一的技術，它是網(wǎng)絡技術及視/音頻技術的有機結合。在網(wǎng)絡上實現(xiàn)流媒體技術，需要解決流媒體的制作、發(fā)布、傳輸及播放等方面的問題，而這些問題則需要利用視音頻技術及網(wǎng)絡技術來解決。在網(wǎng)上進行流媒體傳輸，所傳輸?shù)奈募仨氈谱鞒蛇m合流媒體傳輸?shù)牧髅襟w格式文件。因這通常格式存儲的多媒體文件容量十分大，若要在現(xiàn)有的窄帶網(wǎng)絡上傳輸則需要花費十分長的時間，若遇網(wǎng)絡繁忙，還將造成傳輸中斷。另外，通常格式的流媒體也不能按流媒體傳輸協(xié)議進行傳輸。因此，對需要進行流媒體格式傳輸?shù)奈募M行預處理，將文件壓縮生成流媒體格式文件。這里應注意兩點：一是選用適當?shù)膲嚎s算法進行壓縮，這樣生成的文件容量較小。二是需要向文件中添加流式信息。

　　流式傳輸技術又分兩種，一種是順序流式傳輸，另一種是實時流式傳輸。順序流式傳輸是順序，在文件的同時用戶可以觀看，但是，用戶的觀看與服務器上的傳輸并不是同步進行的，用戶是在一段延時后才能看到服務器上傳出來的信息，或者說用戶看到的總是服務器在若干時間以前傳出來的信息。在這過程中，用戶只能觀看已的那部分，而不能要求跳到還未的部分。順序流式傳輸比較適合高質量的短片段，因為它可以較好地保證節(jié)目播放的終質量。它適合于在網(wǎng)站上發(fā)布的供用戶點播的音視頻節(jié)目。在實時流式傳輸中，音視頻信息可被實時觀看到。在觀看過程中用戶可快進或后退以觀看前面或后面的內容，但是在這種傳輸方式中，如果網(wǎng)絡傳輸狀況不理想，則收到的信號效果比較差。

　　網(wǎng)絡攝像機可以看成是一臺提供實時A/V源的服務器，當用戶請求進行實時監(jiān)視時，網(wǎng)絡攝像機采用實時流式傳輸方式向用戶終端傳送監(jiān)控畫面。考慮到多個用戶同時訪問網(wǎng)絡攝像機將帶來流量瓶頸等問題，可以使用視頻服務器來進行中轉，讓視頻服務器來提供強大的負載能力。

　　以上只是原理性的簡要說明。上述方案可以滿足小型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但在大型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控前端設備與用戶終端的數(shù)目都非常龐大，除了增加考慮組播、廣播等方案外，更需要一套完善的媒體分發(fā)、調度機制來保證媒體的高效傳送。在這方面，目前尚無現(xiàn)成的成熟方案，中國通信標準化組織（CCSA）正對此展開積極研究，以便為未來的視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供標準的媒體傳送機制。

　　智能視頻監(jiān)控技術

　　智能視頻監(jiān)控技術（intelligent video surveillance）源于BELLSENT獨創(chuàng)的VTD技術，其領域是人工智能中的模式識別。通過將智能算法嵌入到DSP中，通過分析和提練人員和車輛二類目標的各種行為模式，形成算法；在應用中，通過比較和比對，辨識采集到的視頻圖像屬于何種物體，何種行為，對目標的框架周長和行動軌跡打上標簽，作出預警和實時報警，觸發(fā)錄像，并通過網(wǎng)絡上傳。

　　智能視頻監(jiān)控技術是監(jiān)控技術第三個發(fā)展階段"機器眼+機器腦"中的"機器腦"部分，利用機器，將"人腦"對于視頻畫面的監(jiān)控判斷，進行數(shù)據(jù)分析提煉特征形成算法植入機器，形成"機器腦"對視頻畫面自動檢測分析，并作出報警或其他動作。它借助計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力過濾掉視頻畫面無用的或干擾信息、自動分析、抽取視頻源中的關鍵有用信息，從而使攝像機不但成為人的眼睛，也使計算機成為人的大腦。智能視頻監(jiān)控技術是前沿的應用之一，體現(xiàn)著未來視頻監(jiān)控系統(tǒng)全面走向數(shù)字化、智能化、多元化的必然發(fā)展趨勢。

　　傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)缺乏智能，在很大程度上依賴于人的判斷。然而，人類有著自身難以克服的弱點，比如：（1）人力有限，人的反應與處理速度有限，導致我們在指定的時間內能夠進行監(jiān)視的地點有限。這也就意味著各個被監(jiān)控點并非每時每刻都處于監(jiān)控當中。（2）人并非一個可以完全信賴的觀察者，無論是在觀看實時的視頻流還是在觀看錄像回放的時候，由于自身生理上的弱點，我們經(jīng)常無法察覺安全威脅，從而導致漏報現(xiàn)象的發(fā)生。

　　從上述分析來看，當開展大規(guī)模視頻監(jiān)控以后，智能監(jiān)控實際上已不是可有可無的裝飾品，而是系統(tǒng)所必備的一種能力。否則，巨大的投資將由于缺乏人力資源的跟進以及人類自身的弱點，而有可能變?yōu)橐环N浪費。

　　智能視頻技術可以在很多地方得到應用。比如：

　　（1）視頻移動偵測：在復雜的天氣環(huán)境中（例如雨雪、大霧、大風等）地偵測和識別單個物體或多個物體的運動情況，包括運動方向、運動特征等。

　　（2）物體追蹤：偵測到移動物體之后，根據(jù)物體的運動情況，自動發(fā)送PTZ控制指令，使攝像機能夠自動跟蹤物體，在物體超出該攝像機監(jiān)控范圍之后，自動通知物體所在區(qū)域的攝像機繼續(xù)進行追蹤。

　　（3）人物面部識別：自動識別人物的臉部特征，并通過與數(shù)據(jù)庫檔案進行比較來識別或驗證人物的身份。此類應用又可以細分為"合作型"和"非合作型"兩大類。"合作型"應用需要被監(jiān)控者在攝像機前停留一段時間，通常與門禁系統(tǒng)配合使用。"非合作型"則可以在人群中識別出特定的個體，此類應用可以在機場、火車站、體育場館等安防應用場景中發(fā)揮很大的作用。

　　（4）車輛識別：識別車輛的形狀、顏色、車牌號碼等特征，并反饋給監(jiān)控者。此類應用可以用在被盜車輛追蹤等場景中。

　　（5）非法滯留：當一個物體（如箱子、包裹、車輛、人物等）在敏感區(qū)域停留的時間過長，或超過了預定義的時間長度就產(chǎn)生報警。典型應用場景包括機場、火車站、地鐵站等。

　　（6）交通流量控制：用于在公路上監(jiān)視交通情況，例如統(tǒng)計通過的車數(shù)、平均車速、是否有非法停靠、是否有故障車輛等等。

　　紅外熱成像技術

　　光線是大家熟悉的。光線是什么？光線就是可見光，是人眼能夠感受的電磁波。可見光的波長為：0.38-0.78微米。比0.38微米短的電磁波和比0.78微米長的電磁波，人眼都無法感受。比0.38微米短的電磁波位于可見光光譜紫色以外，稱為紫外線，比0.78微米長的電磁波位于可見光光譜紅色以外，稱為紅外線。紅外線，又稱紅外輻射，是指波長為0.78~1000微米的電磁波。其中波長為0.78~2.0微米的部分稱為近紅外，波長為2.0~1000微米的部分稱為熱紅外線。

　　采用紅外熱成像技術，探測目標物體的紅外輻射，并通過光電轉換、信號處理等手段，將目標物體的溫度分布圖像轉換成視頻圖像的設備被稱為紅外熱成像儀。

　　紅外熱成像儀在視頻監(jiān)控中的應用舉例：

　　1.夜間及惡劣氣候條件下的目標監(jiān)控

　　夜晚，需可見光工作的設備已經(jīng)不能正常工作，如果采用人工照明，則容易暴露目標。若采用微光夜視設備，它同樣也工作在可見光波段，依然需要外界光照明。而紅外熱成像儀是被動接受目標自身的紅外熱輻射，無論白天黑夜均可以正常工作，并且也不會暴露自己。同樣在雨、霧等惡劣的氣候條件下，由于可見光的波長短，克服障礙的能力差，因而觀測效果差，但紅外線的波長較長，特別是工作在8~14um的熱成像儀，穿透雨、霧的能力較強，因此在夜間以及惡劣氣候條件，采用紅外熱成像監(jiān)控設備仍可以正常地對各種目標進行監(jiān)控。

　　2.防火監(jiān)控

　　由于紅外熱成像儀是反映物體表面溫度而成像的設備，因此除了夜間可以作為現(xiàn)場監(jiān)控使用外，還可以作為有效的防火報警設備。很多火災往往是由不明顯的隱火引發(fā)的。用現(xiàn)有的普通方法，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災苗頭。而應用紅外熱成像儀可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準確判定火災的地點和范圍，透過煙霧發(fā)現(xiàn)著火點，做到早知道、早預防、早撲滅。

　　3.偽裝及隱蔽目標的識別

　　偽裝是以防可見光觀測為主，犯罪分子作案時通常會隱蔽在草叢及樹林中，由于野外環(huán)境的惡劣及人的視覺錯覺，容易產(chǎn)生錯誤判斷。紅外熱成像儀是被動接受目標自身的熱輻射，人體和車輛的溫度及紅外輻射一般都遠大于草木的溫度及紅外輻射，因此不易偽裝，也不容易產(chǎn)生錯誤判斷。

　　視頻監(jiān)控相關技術

　　（1）CMOS圖像傳感器技術的成熟

　　監(jiān)控攝像機的圖像傳感器正逐漸從傳統(tǒng)的CCD向CMOS轉變。這兩種傳感器各有長短，但一直以來，CMOS傳感器的缺點漸漸減少。CMOS圖像傳感器低成本、高集成度為其主要特點，圖像質量已不輸于CCD.與基于CCD的探頭相比，CMOS探頭的集成度更高，因為CMOS傳感器集成了許多外圍處理功能，所需器件比CCD探頭少，且CMOS探頭的功耗要低得多。從整個系統(tǒng)來看，CMOS傳感器可將成本大大降低。

　　（2）智能分析技術的發(fā)展

　　IEEE在圖像的智能分析等方面有比較大的成果，比如運動檢測、人臉識別、目標跟蹤等。

　　運動檢測是指在指定區(qū)域能識別圖像的變化，檢測運動物體的存在并避免由光線變化帶來的干擾。由于背景圖像的動態(tài)變化，如天氣、光照、影子及混亂干擾等的影響，使得運動檢測成為一項相當困難的工作。早期的運動檢測是對編碼后產(chǎn)生的I幀進行比較分析，通過視頻幀的比較來檢測圖像變化。目前常用的方法有背景減除（Background Subtraction）、時間差分（Temporal Difference）、光流（OpticalFlow）、運動向量檢測法等。

　　（3）芯片技術為視頻監(jiān)視產(chǎn)品提供新方案

　　IP攝像機通常集成了視頻捕獲、視頻編碼/處理和網(wǎng)絡接口功能。在視頻監(jiān)控市場，能夠支持這些功能的各種視頻信號處理器芯片性能差異很大，但也是能突顯優(yōu)勢的產(chǎn)品。從功能需求少的低端產(chǎn)品到高性能的采用多核數(shù)字信號處理器（DSP）芯片的高端產(chǎn)品，針對不同的市場，對視頻信號處理器的要求差別很大。高性能的DSP芯片使視頻處理器性能得到極大提升。這些DSP是催生智能攝像機的關鍵要素。正因為這些DSP,IP視頻服務器才具備同時對多視頻流進行智能管理的能力。

　　（4）視頻壓縮格式越來越先進

　　以前的數(shù)字視頻監(jiān)控的圖像格式主要以MJPEG與MPEG2為主。隨著圖像壓縮技術的提高，出現(xiàn)了越來越先進的視頻壓縮格式，如MPEG-4,H.264,國內正在大力發(fā)展具有自主產(chǎn)權的AVS編碼格式。視頻壓縮技術的發(fā)展為視頻監(jiān)控在圖像傳輸、錄像存儲等方面帶來極大的好處。