【IT168 专稿】近年来，视频监控系统已经从幕后走向了前台，走进了我们的生活空间。工作场所、小区的出入口随处都可以看到摄像头，视频监控已经成为人们现实生活中随处可见的现象，也是保障人民生活生产的"法眼"。

    既然是"法眼"，作为整个视频监控中的窗口--摄像机，在图像质量方面肯定要有先进的设计工艺和技术力量来支持。在网络摄像机领域，松下采用的ABS自动暗区补偿技术就是应用在这方面的典型技术，本文将向广大读者介绍这种产品的一些基本知识，以及它们在实际应用的突出优势。

    一、网络摄像机概述

    网络摄像机是集视频压缩技术、计算机技术、网络技术、嵌入式技术等多种先进技术于一体的数字摄像设备。它的主要特点为：

    1、包括一个镜头、光学过滤器、影像感应器、视频压缩卡、Web服务器、网卡等设备。
    2、采用嵌入式系统，无需计算机的协助便可独立工作。
    3、有独立的IP地址，可通过LAN、DSL连接或无线网络适配器直接与以太网连接。
    4、支持多种网络通信协议，如TCP/IP，局域网上的用户以及INTERNET上的用户使用标准的网络浏览器就可以根据IP地址对网络摄像机进行访问。
    5、观看通过网络传输的实时图像。
    6、通过对镜头、云台的控制，对目标进行全方位的监控。
    7、先进的网络摄像机还包含很多其它更有吸引力的功能，例如运动探查，电子邮件警报和FTP报警等。
    8、采用了新的MPEG4视频压缩技术，从根本上很好地解决了图像数字化和带宽之间的突出矛盾，算法的特点在于它实现了高质量视频图像的极高压缩比。对比同样的DVD图像质量，压缩比相对MPEG2提高了3-5倍以上，MPEG4技术使网络摄像机进入实用化阶段。

    接下来，我们顺便再讨论下网络摄像机的发展历程：

    1、 第一代模拟图像监控。主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机组成，摄像机采集的视频信号采用模拟方式传输，主要采用专用的视频电缆，传输距离不太远，适用于小范围监控，如建筑物内部监控，只能在本地监控中心观看监控图像。它的功能单一，设备繁多，不易扩展。

    2、 第二代基于PC技术的监控。随着计算机多媒体技术的发展，数字视频压缩编码技术日益成熟，因此计算机被广泛地应用于监控领域。它一般采取以下结构：在前端监控现场，有若干台摄像机，通过相应的线路连接到监控终端上，监控终端可以是一台PC机，也可以是专用的工控机。监控终端除了可以处理摄像机传输过来的视频信号外，还可以利用视频压缩卡和通讯接口卡，利用通讯网络，将这些信号传输到一个或多个监控中心以便集中处理。基于PC的监控系统，功能较强，灵活性高，可以发挥现代计算机强大的处理功能，但它的稳定性一般，另外，它的软件的开放性不好，难于对系统直接进行扩展。

    3、 第三代基于嵌入式的网络监控。随着IC技术及网络技术的迅速发展，出现了一种新的基于嵌入式技术的网络视频监控系统。它的主要原理是：采用嵌入式实时多任务操作系统, 在芯片上集成了视频压缩与传输处理功能。摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片进行压缩，然后通过内部处理后传送到网络或服务器上。网络上的用户可以通过专用软件或者直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统进行配置。这种监控系统的主要特点是：把视频压缩和处理功能集成到一个体积很小的设备内，可以直接连入以太网或广域网，达到即插即看，省掉各种复杂的电缆，安装方便(仅需设置一个IP地址)，用户端甚至无需使用专用软件而仅用浏览器即可观看。基于嵌入式技术的网络视频监控的一个代表产品就是网络摄像机。

    二、松下ABS网络摄像机技术

    首先，我们要明确什么是ABS技术。摄像机就好比人的眼睛一样,都是通过对光线的感应来捕捉物体或环境。当处于光线充足的环境中，摄像机可以获取清晰、明亮的图像，但是摄像机毕竟不是人眼，没有那么智能，当被监控的物体局部的光线照度较低的时候，对该局部的图像效果往往就会也有相当的限制。这也是传统的摄像机需要解决的关键技术之一。

    自动暗区补偿技术有别于超级宽动态技术，技术实现的手法和方法也不一样。自动暗区补偿技术是采用了新型的DSP（数字信号处理器），摄像机可自动探测出监控图像中的暗区，获取暗区周围图像的亮度数据，并通过计算每个区域的非常好的修正曲线适时进行亮度调节。这种图像处理算法可以实时地并矫正背光以及暗区，再现自然、清晰的图像。

    早在2008年，松下新开发的 DSP（数字信号处理器）采用了自动暗区域补偿技术，在安防行业处于领先地位。该技术可自动探测图像中的暗区，获取暗区周围的亮度数据，并通过计算每个区域的非常好的修正曲线实时进行色彩调整。这种图像处理算法可以实时地调整并校正背光以及暗区，再现自然、清晰的图像。目前在WV-CF284CH、WV-CP280、WV-CF294CH、WV-CF284CH、WV-NP304、WV-NF302等系列中采用了自动暗区域补偿技术(ABS)。

    另外对于(Digital Signal Processing)即数字信号处理，它是利用数字计算机或专用数字信号处理设备，以数值计算的方法对信号进行采集、变换、综合、估值、识别等加工处理，借以达到提取有用信息、便于应用的目的。

    由于有了DSP功能的芯片出现，所以近些年才出现了DSP的新型摄像机。这种摄像机的主要特点就是：在摄像机内部的电路采用了大规模数字信号处理集成电路（DSP LSI），并且由微处理器对系统的状态进行检测与控制，因此其稳定性、可靠性、一致性

    等都大大提高。DSP芯片是一种特殊的微处理器，就是根据数字信号处理理论的数学模型和算法，设计出专门的数字信号微处理器芯片。计算程序全部"硬化"，数字滤波器所需要的其他设备也全部集成、硬化，比如加法器、存储器、控制器、输入/输出接口，甚至其他类型的外部设备等。许多在模拟信号处理器中无法进行的工作，都可以在数字处理中进行，如二维数字滤波、数字动态图像检测、数字背景光补偿、肤色轮廓校正、细节补偿频率调节、准确的彩色矩阵、精确的γ校正、自动聚焦等。因此，有了DSP的摄像机，可大大提高图像的质量。

    此外，通过数字设定，可进行画面格式变换，还可均衡调节各参数值，把摄像机之间的差别缩减到最小。DSP彩色摄像机，还能方便地输出亮度信号与色度信号分离的视频信号（简称Y/C信号或S-Video信号）。

    三、松下ABS网络摄像机应用

    目前，网络视频监控已广泛应用于各行各业，对于大规模的网络视频监控，现在比较典型的有三种应用方式，一是采用网络DVR+中心监控服务器的方式，前端用DVR进行录像，中心监控服务器负责视频监控；另一种是采用DVS+中心监控服务器和录像服务器的方式，前端设备只负责采集和传输视频信号，视频监视和录像集中在监控中心进行；还有一种方式是采用网络摄像机+中心监控服务器和录像服务器的方式，由于网络摄像机本身即具备了单路DVS和模拟镜头的功能，可节省前端布线和施工费用。与第二种方式相同，监控和录像都由中心服务器负责处理。

    这三种方式各有其优缺点，在此不做具体阐述。就第二、三种方式相比，初期因网络摄像机在图像质量和变焦比上的劣势，尚不能真正替代DVS+模拟摄像机的监控方式，但是随着技术的发展，网络摄像机在性能和图像质量上已经不输于DVS加模拟摄像机，并具有DVS方案所欠缺的简便、灵活性，使得网络摄像机今后必将取代DVS，成为最重要的网络监控方案。下面我们将通过松下ABS网络摄像机在大型工厂监控中的应用来具体阐述。

    1、系统配置

    *(松下WV-CP280系列）网络摄像机：该网络摄像机负责采集前端视频信号，通过内置编码压缩芯片将模拟信号转换为数字信号，并利用嵌入式操作系统提供TCP/IP网络传输。WV-CP280系列网络摄像机具有自动暗区域补偿技术(ABS)，全新数字信号处理功能(DSP)，日夜转换功能(自动 / 手动)，背光补偿功能(BLC)，适合在低照度和黑暗环境下使用，同时支持M-JPEG和MPEG-4视频流，752(H) × 582(V)像素的分辨率和0.25Lux 最低照度。

    *(AXIS 292)网络视频解码器：通过TCP/IP网络把从前端网络摄像机或视频服务器传送过来的实时的MPEG-4和M-JPEG数字音视频流解析成清晰的模拟音视频流。这样，这些数字信号就又可以被传统的模拟监视器、已有的电视墙设备所利用。

    *(AXIS 213 Cm)连接模块：提供全双工（双向）音频，2路报警输入，3路继电输 出，1路模拟视频输出。

    *(ADAM6050)IP数据采集模块：将传感器与IP数据采集模块相连，把采集的数据传输到IP网络中。

    *(INS 6000)综合智能网络监控系统：采用IP网络传输，可通过企业现有的信息网络将数字视频信号传输到监控中心，实现了多网合一的应用。因信号传输采用了标准的TCP/IP网络协议，可以实现跨路由的远程监控。

    2、系统架构

    某钢铁厂分别在大门和厂区重要通道上安装了15台网络摄像机（WV-CP280系列），并加装了室外球罩，通过工厂内部局域网将视频流传输到监控中心。生产车间内安装了6台网络摄像机（WV-CP280系列）和一个ADAM6050 IP数据采集模块数据采集模块，网络摄像机和IP数据模块通过局域网交换机，把图像及相关数据传送到IP网络中。在监控中心配置一台中心监控服务器，负责管理前端所有摄像机，同时管理后端所有上网监控用户。领导及相关值班人员只要通过IE浏览器访问中心监控服务器，获得授权后即可监控前端摄像机。中心监控服务器可以同时作为集中录像服务器使用。监控中心还设有电视墙，将前端视频信号通过

    AXIS 292解码器将数字信号还原为模拟信号传输到电视墙上。

    3、系统功能

    （1）系统管理维护

    设在厂区监控中心，拥有本系统的最高权限，具备所有本系统提供的功能，负责分配各级监控用户的权限，用户身份验证、密码修改，监控系统设置，整体控制各服务模块的运行，对视频服务器、镜头组、用户资料、控制权限等资料集中管理，服务器模块运行日志管理，更改系统名称及系统用户冠名，视频设备管理，电视墙功能。

    （2）保安监控

    保安监控主要负责大门及厂区重要通道以及厂区内公共设施的安全保障，安保部门的监控客户端主要提供安装在大门、厂区重要通道上的15个前端摄像机镜头的实时监控；摄像机自动巡视；设置并调用预置位；辅助地图直接控制云台镜头转动和调用预置位；任意设定报警点布防和撤防时间；在布防时间段内，服务器接收到报警信号可联动摄像机预置位、录像或者驱动其他设备协同工作；报警信息提示和弹出关联摄像机窗口或者相应设备所在地图；图像动态侦测以及双向语音对讲功能。

    （3）生产监控

    主要负责生产车间设备的运转、人员安全生产情况、环境数据的监控，生产车间的监控客户端提供安装在生产车间的6台网络摄像机镜头的实时监控、录像及截图、报警联动、双向语音对讲以及环境数据采集功能。

    （4）企业领导管理

    随时了解各主要生产环节的实时生产状况，处理突发事件，与现场进行双向音视频交流。外出时，可利用上网输入密码登陆系统，随时了解生产情况。

    4、系统特点

    （1）系统采用标准的模块化设计，具备良好的扩展性和兼容性

    网络视频监控系统分为六大功能模块：实时监控、报警监控、录像、环境数据、电子地图、系统信息，可根据用户的实际情况和现场要求，灵活配置不同模块，使系统能更充分地适应用户监控的需要。

    系统前端的网络摄像机也采用模块化的设计思路，每台网络摄像机都是一个独立运行的模块，当系统扩充时，只需要扩充网络摄像机即可。在监控中心，管理人员只需要将增加的监控现场加入到监控地点组中，这样就完成了全部的系统的扩容工作。用户利用办公室的计算机随时随地监控现场环境。系统可支持数十个监控现场组，每个现场组可有多路摄像机的实时监控，良好的可扩展性使用户能从低成本投入开始组建图像监控系统，以后逐步扩充完善。

    系统采用标准的B/S架构，具有很强的开放性和兼容性，完全能与各种网络系统应用结合，监控前端可以将许多现有的资源接入本系统，避免重复投资。

    （2）满足网络化、数字化监控要求

    该智能网络监控系统软件采用B/S（Brower/Server）结构，可将分布在不同地点的摄像机集中管理。分散在网络中不同地点、不同权限的用户可同时监控同一现场，也可以任意选择其他监控现场。各用户监控不受影响，真正做到"多任务"的实时监控。

    视频图像压缩采用JPEG/M-JPEG标准，图像存储格式为JPEG,图像清晰度高。JPEG/M-JPEG图像格式可自动适应网络环境，根据带宽变化自动调节图像传输速度，尤其适合在低网络带宽环境或者多路由的环境，不会出现"马赛克" 图像的现象。另外松下ABS技术网络摄像机中的电源同步功能，可以保证系统操作中图像无滚动切换。

    （3）完善的监控功能

    监控中心和各客户端用户可以对管辖范围内多个本地和远程监控前端进行实时监控，不同的用户可根据职务被分配不同的控制权限。现场图像可根据地点分成监控组，以单画面、4分屏、8分屏、9分屏、12分屏或者16分屏、全屏方式显示，组内图像可自动轮巡，切换时间可以任意调节。当发生报警时，可自动录像，可任意联动其他设备，如警灯、警号，同时可在客户端产生报警提示，报警画面可自动显示。

    自动暗区域补偿技术可实时将暗区及背光区还原成自然、清晰的图像。自动跟踪白平衡功能(ATW)，也大大提高了图像精确度。昼夜转换功能，更加是确保低照度环境下的完美表现。另外搭配松下摄像机中的背光补偿功能(BLC)、自动光线控制功能(ALC)、电子光线控制功能(ELC)，使得整个系统功能强大，完全可以满足网络监控需求。

    （4）采用分布式视频录像技术，适合超大规模集群用户使用

    该网络视频监控系统率先采用分布式视频技术。原有的监控方式，对于监控点众多或者地域分散的超大型用户，使用一台服务器往往无法满足数百路摄像机同时录像和数十人同时访问的要求。根据这种大规模应用的要求，本系统率先引入视频分布式技术，即可联合多台大型服务器（简称为分布服务器）分散管理数十台摄像机的录像等工作，通过一台主视频监控服务器（简称为主服务器）集中管理这些分布在各地的从服务器协同工作，这样能有效地均衡服务器的负载，满足超大型监控用户的监控需要。

    （5）设备简单易用，施工方便，操作简便

    ABS网络摄像机VD2同步信号支持Panasonic系统产品，和松下综合智能网络监控系统的配合使用，极大地简化了监控系统中可能涉及的设备种类和数量，它完全取代了模拟监控系统中的视频矩阵、切换器、画面分割器、字符叠加器等需要配合使用才能实现的功能，不仅减少了调试设备的施工周期，同时减少了设备的数量，可提高系统整体的稳定性和可靠性，减少了日后维护设备的难度。

    客户端为标准的IE浏览器，操作界面全部为中文可视化界面，用户可根据清晰的中文功能提示，实现全部的监控操作。用户在实时监控过程中，可通过网络进行异地的可视化监控、控制。包括：远程图像切换、远程控制镜头、远程设置集中式录像功能；在远程计算机上可实现多路音视频同步传送和显示，并可以察看中心服务器录制的录像记录，随时掌握现场各时段的监控资料。

    （6）远程系统维护和系统管理

    网络摄像机提供远程WEB访问功能，管理员不必到达设备现场，就可修改网络摄像机的各项参数，提高了设备的维护效率。

    同时，管理员可远程增加、删除、修改用户、监控地点、用户的控制权限、录像时间和报警等信息。当这些信息修改之后，管理员不用对客户端进行维护，用户只要再一次重新登录系统，即可得到管理员重新分配的信息，大大地减轻了管理人员对软件的维护工作量。

    （7）多重安全保护功能，提高系统的安全性能

    系统具有多级密码保护功能，当用户需要修改系统软件和硬件的相关配置时，都要输入用户名称和密码，通过授权后，才能设置和修改系统软件和硬件参数。

    （8）嵌入式技术稳定性高，防病毒侵入

    系统前端设备采用先进的具有嵌入式操作系统的网络摄像机，内部嵌入式操作系统专为视频监控应用设计，完全固化在芯片之中，不易受目前网络中爆发病毒的侵害，使得系统可靠性、稳定性大大提高。