第10章課后習(xí)題參考答案敘述視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。答：為了更好地向智能化方向發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)目前還必須在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上目前，視頻監(jiān)控技術(shù)從以下幾個方面發(fā)展速度較快。（1）高清晰度與高壓縮比。視頻監(jiān)控技術(shù)一定會不斷地追求更低帶寬傳輸、更高清晰度的視頻圖像。高清晰度傳輸可以對相同范圍場景下的監(jiān)控而能獲取更多的視頻信息。今后4K分辨率甚至更高的分辨率會淘汰低分辨率，更好的壓縮算法H.265或更新一代效率更高的視頻編碼算法帶來更加流暢、無失真的畫面效果。（2）網(wǎng)絡(luò)接入手段豐富。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步以及網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控攝像機(jī)與視頻存儲設(shè)備相分離的特點，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的接入方式將多種多樣，如無線網(wǎng)絡(luò)、4G/5G網(wǎng)絡(luò)等高性價比的無線技術(shù)的接入方式將可以實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的“無處不在”。（3）海量存儲，高性價比的容錯機(jī)制。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用必將導(dǎo)致存儲空間的急劇擴(kuò)容，視頻數(shù)據(jù)24小時不間斷寫入的特點又會導(dǎo)致磁盤壽命的縮減，所以未來視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的存儲部件必須具有存儲容量大、擴(kuò)容方便、高性價比的容錯機(jī)制的特點。（4）智能應(yīng)用普及。隨著算法的成熟及硬件成本的降低，將場景中背景和前景目標(biāo)分離，進(jìn)而探測、提取、跟蹤等智能應(yīng)用將無處不在。此時視頻監(jiān)控將不僅僅用于安防，而且會與商業(yè)、制造業(yè)更緊密地結(jié)合起來，作為商業(yè)決策、生產(chǎn)制造的重要信息來源。（5）標(biāo)準(zhǔn)化與開放性。任何一種技術(shù)的成熟都離不開標(biāo)準(zhǔn)化，視頻監(jiān)控技術(shù)也不例外。國際、國家公認(rèn)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)將覆蓋整個生態(tài)鏈，開放式的視頻管理平臺，可以實現(xiàn)不同廠家設(shè)備、不同應(yīng)用系統(tǒng)的互聯(lián)互通、統(tǒng)一管理和統(tǒng)一調(diào)度。（6）行業(yè)化解決方案。不同行業(yè)有不同的需求，未來視頻監(jiān)控技術(shù)需要根據(jù)行業(yè)特點，在硬件、軟件平臺甚至系統(tǒng)架構(gòu)上進(jìn)行針對性開發(fā)、設(shè)計及部署，不僅僅滿足安防監(jiān)控的需要。目前，在公安行業(yè)、金融行業(yè)已經(jīng)有所體現(xiàn)，結(jié)合智能算法，提出真正意義上的行業(yè)解決方案。簡述視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成。答：視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)四部分構(gòu)成。簡述視頻監(jiān)控系統(tǒng)中所使用的關(guān)鍵技術(shù)。答：看出視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要采用包括光學(xué)成像器材、視頻編碼壓縮算法、視頻編碼壓縮芯片和視頻管理平臺等核心技術(shù)。簡述視頻監(jiān)控系統(tǒng)中前端系統(tǒng)中鏡頭的分類。答：按照鏡頭光圈劃分，鏡頭有手動光圈和自動光圈之分，配合攝像機(jī)使用。在實際工程應(yīng)用中，大多推薦自動光圈鏡頭。自動光圈鏡頭因亮度變更時其光圈也作自動調(diào)整，故適用亮度變化的場合。按照鏡頭的視場大小劃分。分為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、廣角鏡頭、遠(yuǎn)攝鏡頭、變焦鏡頭、可變焦點鏡頭和針孔鏡頭。簡述視頻監(jiān)控系統(tǒng)中傳輸系統(tǒng)中有線傳輸方式各類方式的應(yīng)用特點。答：(1)同軸電纜。同軸電纜傳輸是應(yīng)用最早、最常見也是主流的模擬傳輸技術(shù)，攝像機(jī)和后端設(shè)備均直接支持同軸電纜連接，不需要額外的轉(zhuǎn)換器。同軸電纜對外界電磁波和靜電場具有屏蔽作用，導(dǎo)體截面積越大，傳輸損耗越小，可以將視頻信號傳送更長的距離。工程應(yīng)用傳輸距離通常限制在300～500m，超過此距離時則應(yīng)考慮使用電纜補(bǔ)償器。視頻放大器對視頻信號具有一定的放大，并且還能通過均衡調(diào)整對不同頻率成分分別進(jìn)行不同大小的補(bǔ)償，以使接收端輸出的視頻信號失真盡量小。因此，在監(jiān)控系統(tǒng)中使用同軸電纜時，為了保證有較好的圖像質(zhì)量，一般將傳輸距離范圍限制在1km左右。當(dāng)傳輸距離大于1km時，為了降低傳輸成本，降低鋪設(shè)難度，也常采用雙絞線平衡傳輸?shù)姆绞絹磉M(jìn)行視頻信號傳輸。(2)雙絞線。雙絞線是綜合布線中最常用的一種傳輸介質(zhì)，把兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線并排放在一起，然后用規(guī)則的方法扭絞起來就構(gòu)成了雙絞線。采用這種絞起來的結(jié)構(gòu)是為了減少對相鄰導(dǎo)線的電磁干擾。當(dāng)傳輸距離遠(yuǎn)時，信號頻率不能太高，如傳輸6MHz的視頻信號，就會衰減很大。因此，要想在雙絞線上遠(yuǎn)距離地傳輸視頻信號，就必須要進(jìn)行放大和補(bǔ)償。為此，人們在雙絞線上加上一對雙絞線視頻收發(fā)設(shè)各后，就可將視頻信號傳輸?shù)?～1.5km。這種技術(shù)一般在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)內(nèi)對高頻信號進(jìn)行額外放大，以彌補(bǔ)雙芯線路造成的高頻衰減。若需傳輸更遠(yuǎn)，就要采用中繼方式。雙絞線視頻傳輸技術(shù)，不僅能有效地解決300m～2km距離內(nèi)的視頻圖像傳輸問題，而且給工程布線帶來了極大的方便，同時也節(jié)省了工程造價。(3)光纖傳輸方式。當(dāng)視頻信號傳輸距離超過2km時，就應(yīng)考慮采用光纖進(jìn)行傳輸，才能保證達(dá)到良好的信號傳輸效果。光纜傳輸可同時適用于模擬視頻監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控。模擬監(jiān)控光纜傳輸由光纖和光端機(jī)組成。常用的光纜傳輸是“視頻對射頻調(diào)幅，射頻對光信號調(diào)幅”的調(diào)制解調(diào)傳輸系統(tǒng)。技術(shù)源于遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)，技術(shù)成熟程度很高，在單路、多路，單向、雙向，音頻、視頻、控制，模擬、數(shù)字等，光纜傳輸技術(shù)都是遠(yuǎn)距離傳輸最有效的方式。光纖通信具有傳輸容量大、傳輸損耗低、中繼距離長、抗電磁干擾能力強(qiáng)、保密性能好、體積小、重量輕、節(jié)省有色金屬等優(yōu)點。由于光纖傳輸?shù)膬?yōu)點，光纖已經(jīng)廣泛應(yīng)用于以安全防范為目的的大范圍視頻監(jiān)控系統(tǒng)中來傳輸視頻信號。簡述無線傳輸方式的基本原理和種類答：常用的無線通信方式按照傳輸距離，無線通信分為遠(yuǎn)距離通信和近距離通信。遠(yuǎn)距離通信包括有無線移動傳輸、微波傳輸及多載波傳輸?shù)?；近距離通信包括有Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee等(1)無線移動傳輸技術(shù)。指借助聯(lián)通、移動、電信等通信運(yùn)營商的3G/4G/5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)囊环N無線傳輸方式。這種傳輸方式原理和簡單，就是在移動目標(biāo)上加裝前端視頻采集裝置，通過無線移動傳輸單元將視頻信號傳輸至監(jiān)控中心，實現(xiàn)對移動目標(biāo)動態(tài)、實時跟蹤、監(jiān)控、調(diào)度的目的。由于基于無線傳輸技術(shù)的移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可根據(jù)需要迅速將新監(jiān)控點加入網(wǎng)絡(luò)，無需新建傳輸網(wǎng)絡(luò)即可高效實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，且數(shù)字化視頻便于存儲、檢索，對市政、公安等特殊要求的部門尤為合適，因而組網(wǎng)極其靈活、擴(kuò)展性好；同時，由于地理環(huán)境、工作性質(zhì)限制而采用有線傳輸可能存在諸多不便，甚至根本無法實現(xiàn)，而利用無線網(wǎng)絡(luò)可擺脫線纜束縛，且實施周期短、維護(hù)方便、擴(kuò)容能力強(qiáng)，加上網(wǎng)絡(luò)維護(hù)由提供商實施，前端設(shè)備是即插即用，因而綜合成本低。無線移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，特別是5G數(shù)據(jù)通信技術(shù)的出現(xiàn)，為各種智能設(shè)備的遠(yuǎn)程無線通信提供了新的手段，也成了嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。(2)微波傳輸技術(shù)。在某些特定情況(如公安機(jī)關(guān)對控制對象的監(jiān)控、火災(zāi)現(xiàn)場的觀察等)及受地形、地物(鐵道、河流等)限制等情況，采用微波開路傳輸?shù)姆绞绞亲罴训倪x擇。微波可泛指波長為1mm~1m，即頻率為300MHz~300GHz(1G=109)范圍內(nèi)的電磁波。細(xì)分起來，微波段又可分為分米波、厘米波和毫米波。實際微波均指常用的3~40GHz的電磁波。由于微波在空間主要是直線傳播，且會穿透電離層而進(jìn)入宇宙空間。因此微波傳輸除了在地面進(jìn)行中繼接力方式外，還可通過空中同步衛(wèi)星作為中繼站的傳輸方式。(3)多載波傳輸。多載波傳輸技術(shù)指的是OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交頻分復(fù)用)技術(shù)和COFDM(CodedOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，編碼正交頻分復(fù)用)調(diào)制技術(shù)，是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)或多載波數(shù)字復(fù)用技術(shù)。多載波數(shù)字復(fù)用技術(shù)適合在城區(qū)、城郊、建筑物內(nèi)等非通視和有阻擋的環(huán)境中應(yīng)用，表現(xiàn)出卓越的“繞射”“穿透”能力，適合高速移動中傳輸，可應(yīng)用于車輛、船舶、直升機(jī)/無人機(jī)等平臺；適合高速數(shù)據(jù)傳輸，速率一般大于4Mbit/s，滿足高質(zhì)量視音頻的傳輸；在復(fù)雜電磁環(huán)境中，多載波技術(shù)具備優(yōu)異的抗干擾性能，圖像清晰穩(wěn)定，無雪花；圖像可加密，有效防止信息泄露。(4)Wi-Fi技術(shù)。Wi-Fi是一種允許電子設(shè)備連接到一個無線局域網(wǎng)(WLAN)的技術(shù)，遵循IEEE所制定的802.11x系列標(biāo)準(zhǔn)，通常使用2.4GUHF或5GSHFISM射頻頻段。WLAN提供了高帶寬，但卻是在有限的覆蓋區(qū)域內(nèi)，即建筑物內(nèi)以及戶外的有限距離。連接到無線局域網(wǎng)通常是有密碼保護(hù)的；但也可是開放的，這樣就允許任何在WLAN范圍內(nèi)的設(shè)備可以連接上。與無線移動傳輸技術(shù)相比，無線移動網(wǎng)絡(luò)支持跨廣域網(wǎng)絡(luò)的移動性，但是目前數(shù)據(jù)吞吐速度明顯低于WLAN。由于無線移動網(wǎng)絡(luò)與WLAN在覆蓋區(qū)域和帶寬上具有不同優(yōu)勢和局限性，因此這兩種技術(shù)支持不同的應(yīng)用并滿足不同的需要，相互補(bǔ)充。(5)無線光波傳輸。無線光波傳輸或無線光通信，又稱自由空間光(FreeOptical,FSO)通信，是在空氣介質(zhì)中用激光或光脈沖在紅外光譜范圍內(nèi)傳輸，提供無線高速的點對點或點對多點的連接。但紅外光波傳輸?shù)墓獠ㄐ盘柺芴鞖鈼l件的影響非常大，會被不透明的物體完全擋住。因此，它們在霧天和雨天的有效傳輸距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在可見度好的天氣中的傳輸距離。一般在紅外傳輸系統(tǒng)中，不希望發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間有任何障礙物。但紅外光束可以經(jīng)過一次或幾次鏡面反射，以繞過彎角。紅外傳輸系統(tǒng)與射頻和微波系統(tǒng)相比，具有保密性好(紅外光束很窄，不易竊聽)和帶寬高等優(yōu)點。由于紅外傳輸系統(tǒng)的帶寬較高，因而可同時傳輸多路信號。無線光波傳輸系統(tǒng)具有像無線微波傳輸系統(tǒng)般的安裝快速性，并且傳輸安全同時不需要頻率執(zhí)照。但無線光波傳輸應(yīng)用的時候要考慮傳輸距離、天氣情況和建筑物的影響。敘述視頻監(jiān)控管理軟件的構(gòu)成與功能。答：視頻監(jiān)控管理軟件遵循《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》(GB/T28181-2011)和《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》(補(bǔ)充文件)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計，可將各類視頻監(jiān)控系統(tǒng)、卡口監(jiān)控系統(tǒng)(可選)等各類圖像資源統(tǒng)一整合到平臺中，實現(xiàn)圖像信息的匯集、管理、運(yùn)維等功能。同時面向不同用戶提供視頻巡邏防控、可視化指揮、視頻偵查研判等實戰(zhàn)應(yīng)用服務(wù)。具體由視頻平臺、卡口平臺、視頻圖像信息數(shù)據(jù)庫、智能分析工具集組成。(1)視頻平臺?；凇豆舶踩曨l監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》(GB/T28181-2016)要求，將各類視頻圖像資源進(jìn)行整合接入、聯(lián)網(wǎng)共享及運(yùn)維管理，實現(xiàn)圖像按需、實時、快速和安全的上傳下調(diào)，并充分利用視頻資源，開發(fā)完善針對不同部門的圖像綜合實戰(zhàn)應(yīng)用。(2)視頻圖像信息數(shù)據(jù)庫。根據(jù)《全國公安機(jī)關(guān)視頻圖像信息整合與共享工作任務(wù)書》的文件要求，集視頻數(shù)據(jù)采集上傳、結(jié)構(gòu)化描述、專題庫存儲、全文檢索、視頻數(shù)據(jù)深度應(yīng)用等功能于一體。按部署位置的不同，視頻圖像信息數(shù)據(jù)庫包括有價值視圖庫一體機(jī)、視圖檔案管理站兩部分(3)智能分析工具集專門為視頻應(yīng)用服務(wù)的工具套件，可解決在視頻應(yīng)用中最常見、最普遍的問題，實現(xiàn)快速查看視頻與鎖定嫌疑目標(biāo)，提高工作效率。按具體用途不同，工具集又分為視頻應(yīng)用工具、智能分析工具。(4)卡口平臺?！翱凇笔侵缚砂惭b在公路路段斷面上并對指定車道內(nèi)機(jī)動車進(jìn)行不間斷自動檢測和記錄的系統(tǒng)?！翱凇庇涗浀男畔ǎ很囕v經(jīng)過時間、車輛全貌、車牌號碼、車牌顏色、車速、車身顏色、前排司乘人員面部特征等。敘述城市治安監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)原則。答：根據(jù)《城市監(jiān)控報警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)》(GA/T669-2008)系列標(biāo)準(zhǔn)制定具體設(shè)計原則如下：互通性:管理平臺之間、管理平臺與監(jiān)控資源、用戶終端之間應(yīng)能按照標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求進(jìn)行信息的傳輸、交換和控制，應(yīng)能夠有效地進(jìn)行通信和共享數(shù)據(jù)，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)不同廠商、不同規(guī)格的設(shè)備或系統(tǒng)間的兼容和互操作。擴(kuò)展性：在設(shè)計管理平臺方案時，應(yīng)采用模塊化設(shè)計原則，便于系統(tǒng)在規(guī)模和功能上升級擴(kuò)充。規(guī)范性：控制協(xié)議、傳輸協(xié)議、接口協(xié)議、視音頻信號編解碼、視音頻文件格式等除標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)部分的規(guī)定外，還應(yīng)符合相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。易操作性：管理軟件應(yīng)提供清晰、簡潔、友好的中文人機(jī)交互界面，操作應(yīng)簡便、靈活、易學(xué)易用，便于管理和維護(hù)。安全性：接入管理平臺的設(shè)備和