视频监控最新系统功能介绍

情况下数百英尺是很容易实现的，但覆盖几英里的范围需要使用专用的设备。

　　所要求的数据速率也是一个重点考虑因素。该要求最终归结为这些内容：视频格式、帧速率、压缩类型以及无线技术的上限等。大多数无线装置可以轻松处理压缩后的视频。即使是30fps帧速率下使用MPEG4-SP的CIF格式，所需最大数据速率也仅为600kbps。即使是高清视频和使用H.264的合理帧速率下，超过数Mbps的数据速率也很少见。所有这些速率都在大多数可用技术的指标范围内。

　　可靠性是另外一个问题。如今的无线链路如果设计正确的话，其可靠性丝毫不亚于有线系统。无线链路的设计目标是要创建额外的衰减余量，以适应天气和不断变化的环境条件，如移动中的物体、树木的生长或吹风以及新的建筑。最后就是安全性问题。利用加密技术甚至定向天线，现有设备可以满足大多数安全要求。

　　大多数新的IP系统采用无线技术，因为安装起来更快、更方便，更不用说更加便宜了。现有的有线LAN通常可以在系统规模不太大时用来传送视频。无线调制解调器可以方便地扩展有线系统。另外，不要忘了与现有模拟系统结合的潜力。这种混合系统很常见。

　　产品与系统

　　市场上已有惊人数量的产品支持向更高分辨率的IP视频监控系统发展。

　　Allied Telesis公司生产面向视频系统的以太网交换机。这种交换机是大型系统中的重要组件。大部分大型系统需要独立的以太网LAN，以防止巨大视频流量造成IT网络过载。大型监控网络中每台IP摄像机高达4至7MB的数据量很可能超出任何企业LAN的负载能力。

　　在一个经优化的系统中，每台摄像机将它的数据发往交换机，交换机再与存储服务器以及客户端PC和监视器通信，完成对视频流的访问和系统的控制。Allied Telesis公司的AT-8100S可堆叠式交换机就是针对这些视频监控系统(图2)设计的。

　　FPGA供应商Altera公司也把目光瞄准了视频监控市场，并推出了基于单片FPGA的高清IP摄像机参考设计。这个解决方案采用了Altera的低成本Cyclone III或Cyclone IV FPGA以及Eyelytics公司和Apical公司提供的知识产权。

　　上述设计可以与AltaSens公司的1080p60 A3372E3-4T和Aptina公司的720p60 MT9M033高清宽动态范围(WDR)CMOS图像传感器一起使用。与采用传统DSP和特殊应用标准产品(ASSP)的架构相比，其设计目标就是要减少电路板面积和功耗，提高灵活性并缩短开发时间。

　　传统的DSP和ASSP不具备接受来自1080p和720p WDR CMOS传感器的大带宽数据所要求的处理能力。例如，一个全高清光栅影像有2200×1125个像素，每个像素超过16位，每秒帧数为60帧，因此最终数据带宽超过2Gbps。Altera公司的FPGA可以提供这样的带宽。Altera的高清监控IP摄像机参考设计包括：

　　Apical公司的ISP，它整合了世界一流的WDR处理“动态范围修正(iridix)”和先进的时空降噪功能;

　　Apical公司针对Altasens A3372E3-4T WDR模式的“棋盘去马赛克”内核;

　　“3A”功能，例如在Altera的Nios II嵌入式软核处理器上用软件实现的自动曝光和自动白平衡;

　　Eyelytics公司的H.264视频编码器，能够实现主要类720线逐行每秒30帧编码或1080线逐行每秒15帧的编码能力;

　　Altera的三速以太网介质访问控制器(MAC)知识产权内核。

　　由于不需要DSP或ASSP，并将所有这些功能集成到单片Altera FPGA上，设计工程师可以减小电路板面积，从而节省成本、降低功耗。与以前的设计相比，Altera的单芯片解决方案可以降低50%以上的功耗。

　　在这个参考设计中捆 绑全套的知识产权使设计人员能够迅速启动摄像机开发，开发时间最多可以缩短一年。摄像机设计人员要做的所有工作就是利用自己的特殊功能定制FPGA，例如加入自己的软件用于运动检测以及平移、倾斜和缩放控制。

　　Basler公司也生产高品质的现代IP摄像机(图3)。他们提供固定支架和半球型版本。不同的型号提供不同的分辨率，如640×480、1024×768、1280×960和1600×1200像素。所有型号都使用索尼的Wfine逐行扫描CCD图像传感器。

　　图3：根据型号的不同，Basler公司的IP摄像机提供不同的镜头和处理。图中所示为仅3.5英寸并带有DC驱动光圈的一款产品。

　　帧速率的大小取决于分辨率和压缩机制，从较低分辨率时的30fps到最高分辨率时的4fps不等。摄像机支持运动JPEG、MPEG-4和H.264压缩标准。CCD输出信号在模数转换器(ADC)中完成数字化，并传送到FPGA进行初始处理，然后送到带有128MB RAM和8MB闪存的内部双核600MHz DSP上。

I/O是标准的10/100以太网接口，必要时还可以使用RS-232接口。电源通过PoE或7V至20V直流电源提供。多编码功能允许实现多数据流。图像还可以缩放。兴趣域特性使