如何嵌入智能功能，使视频服务器成为智能视频监控系统的一种产品形态?是各安防设备制造商所关注的焦点，也是本文研究的重点。本文介绍了嵌入式网络视频服务器的组成、原理及特点，智能网络视频服务器可具备的智能功能及其实现方案，希望读者喜欢。

年代末，随着多媒体技术、视频压缩编码技术、网络通讯技术的发展、数字视频监控系统迅速崛起，从而出现了两种数字视频监控系统：一种是以数字录像设备为核心的视频监控系统，另一种是以嵌入式网络视频服务器为核心的视频监控系统。

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使用嵌入式网络视频服务器为核心的网络视频监控系统包括视频服务器、网络交换机和带视频管理软件的PC机。传统的模拟摄像机可连接到视频服务器，这种视频服务器会将视频信号数字化并进行编码压缩，然后通过网络接口连接到网络，将数字视频信号通过网络传送到PC机上，并将视频信号存储于PC机的硬盘中。

这样，网络视频服务器在保留现有模拟视频监控设备的同时，能将视频监视系统平滑升级到基于网络的视频监控系统，因而它非常适用于与现存的模拟CCTV(闭路电视监控)系统相集成。由于视频服务器为模拟视频设备带来了全新的功能特性，并彻底消除了系统对于同轴电缆、模拟监视器和DVR等专用设备的依赖。并且，使DVR将不再成为实现录像功能的必需品，因为在视频服务器的帮助下，视频图像可以通过标准的PC服务器来进行录制和管理。

通常，一台视频服务器具备1至4个模拟视频输入接口，以用于连接模拟摄像机，同时具备1个以太网接口用于连接到网络。与单纯的网络摄像机一样，它包含内置的Web服务器、图像压缩芯片以及操作系统等。在这些部件的作用下，模拟视频输入将被转化为数字视频信号，并编码压缩，通过计算机网络进行传输和存储，从而大大简化了视频资源的访问和管理。

除了视频输入之外，视频服务器还可以通过同一个网络，连接实现其他更多的功能和传输更多的信息，其中包括：数字化报警输入和输出(I/O接口，可用于触发服务器启动录像功能和传输视频，或者激活外部报警设备如警灯或打开房门等)、音频、用于串行数据传输或PTZ设备控制的串行端口等。并且，通过图像缓存，视频服务器还可以发送报警前后的图像。

因此，我们可将能对视频图像进行探测分析与识别的智能软件算法，嵌入到上述的视频服务器内，就可形成智能网络视频服务器这种智能视频监控的一种产品形态。用这种智能网络视频服务器组成的智能网络视频监控系统，拥有更好的系统弹性，相对模拟系统而言，可依靠视频服务器来连接本地的模拟摄像机，并可在通过网络对其视频流进行监控和存储前，对视频流进行智能分析、数字化、压缩。这类系统的优势是数字化和压缩的过程都在本地完成，此时可通过已连入互联网的现有网络设备来传输智能数据，以有效降低使用成本。

智能网络视频服务器同网络摄像机一样，也算是网络视频监控系統的前端网络设备，它除可嵌入智能网络摄像机的一些智能功能外，还可相应嵌入一些较复杂软件算法的智能功能。这样，只有各种智能功能的预/报警触发的视频数据，才会被传送到中央监控站，以用于进一步地分析，并采取进一步的响应，或可使用更为复杂的智能分析应用，以降低网络设备的负载并减少人为错误。

大家知道，嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统的一种对功能、可靠性、成本、体积等综合性严格要求的专用计算机系统。因此可以说，嵌入式网络视频服务器也就是为监控系统量体裁衣的专用计算机系统。因为嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成，它是一种集软硬件于一体的可独立工作的设备。嵌入式操作系统是一种实时的，支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依靠性、软件固态化及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。一般，嵌入式系统的特点具体表现在：;

1、指令精简，处理速度快

由于嵌入式系统为专用系统，因而系统小，指令精简，处理速度快。

2、调用速度快

嵌入式系统数据多置于ROM/FLASH缓存内(MEMORY)，且不会被改变，因而稳定性好，调用速度快。

3、性能稳定，实时性好

由于嵌入式系统是一种集软硬件于一体的可独立工作的设备，其软件固态化，因而系统处理实时性好，性能稳定。

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4、适合于大量的视频数据应用

嵌入式系统中的文件管理系统，更比较适合于大量的视频数据应用。

利用上述嵌入式系统特点构建的嵌入式网络视频服务器的组成及工作原理框图，如图1所示。

由图1可知，嵌入式网络视频服务器是由视频输入、A/D转换、嵌入式处理器及ROM/FLASH缓冲存贮器、编码压缩模块、网络接口等部分组成。当1至4路摄像机(4路以上少见)的视频信号输入时，经A/D变换为数字视频信号后，进入嵌入式处理器的处理或缓存，最后经编码压缩模块处理后，送入网络接口输出进入网络传输，到达监控中心或授权用户。网络上用户可以直接用浏览器观看网络视频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配置进行操作等。

嵌入式网络视频服务器监控系统与其它监控系统比较，有如下特点：

1、布控区域广

嵌入式网络视频服务器监控系统的网络接口直接连入网络，因而没有线缆长度和信号衰减的限制，同时由于网络是没有距离概念的，从而彻底抛弃了地域的概念，所以布控区域广。

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2、系统具有几乎无限的无缝扩展能力

由于所有设备都以IP地址来进行标识，因而增加设备只是意味着IP地址的扩充，所以系统具有几乎无限的无缝扩展能力。

3、可组成非常复杂的监控网络

由于嵌入式网络视频服务器监控系统采用基于嵌入式Web服务器系统为核心，它在组网方式上与传统的模拟监控和基于PC平台的监控方式有极大的不同。因为Web服务器输出已完成模拟到数字的转换并压缩，且采用统一的协议在网络上传输，因而支持跨网关、跨路由器的远程视频传输，所以可组成非常复杂的监控网络。

4、系统实时稳定可靠，无需专人管理

由于嵌入式Web服务器实际上是基于嵌入式电脑技术，且采用嵌入式实时多任务操作系统，并且其视频压缩和Web功能集中到一个体积很小的设备内，可直接连入局域网或广域网，即插即看，因而使系统的实时性、稳定性、可靠性大大提高，也无需专人管理，非常适合于无人值守的环境。

5、系统安装使用方便，节省电缆

由于嵌入式网络视频服务器，可以直接连入局域网或广域网，达到即插即看，从而省掉多种复杂的电缆。并且，视频服务器系统仅需设置一个IP地址，用户也无需安装任何硬件设备，仅用浏览器即可观看，因此系统安装使用非常方便。

6、有网络带宽的限制要求

在应用嵌入式网络视频服务器监控系统时，当监控中心需要同时观看较多个摄像机图像时，对网络带宽就会有一定的限制要求。但当加进智能化功能的软件算法后，其网络只需传送智能分析识别的视频数据，从而可节省网络带宽而弥补了这一缺陷。

智能网络视频服务器同网络摄像机一样，也算是网络视频监控系统的前端网络设备。因此，它除可嵌入上述的智能网络摄像机的一些智能功能外，还可相应嵌入一些较复杂软件算法的一些智能功能。其可嵌入的智能功能有：

1、可嵌入视频丢失、变换、模糊的检测识别与预/报警的智能功能

可嵌入视频丢失、变换、模糊的检测识别与预/报警等最基本的功能，也是最必须需要的。若网络视频服务器连接的摄像机无此功能，就必须嵌入此项智能功能的软件模块。有了此项功能，值班人员才能第一时间发现视频被遮挡或无电源供应而使视频丢失、监控场景的视频变换、或焦距丢失等使视频模糊，从而可消除隐藏的犯罪事件的发生。

2、可嵌入能联动相应防区的其它安全防范设备的综合安全防范功能

一般，视频监控系统必须要能同门禁探测器、防火与防盗及煤气与放射线泄漏等安全的报警探测器等系统联动，以达到综合化的安全防范目的，这也是最基本的功能。如当接收到门禁探测器、或防火、防盗及煤气与放射线等泄漏的报警信号时，相应位置的摄像机即可通过可预置云台自动转到相应的预置位，以自动进行录像，并触发警铃与灯，进行声光报警，以实现综合化的安全防范功能。

3、可嵌入对各种天灾的检测识别与预/报警的智能功能

在平安城市的建设中，还必须有对城市火灾与水灾的水位、危房、桥梁易断处、道路危险路段或铁路公路旁易发生山石崩、雪崩以及地震站侦测地震等的地方进行检测、识别与预/报警的智能功能。这通常要安置带十字刻度标尺的摄像机去进行监测比较方便。因为当视频设防点的视频图像移动到十字标尺设定的某一警告刻度时，所嵌入的智能软件算法即能自动启动录像、定点显示与预/报警，从而使值班人员能第一时间根据声光报警去进行查看与处理，以防止各种灾害带来的危害。

4、可嵌入视频移动侦测的检测识别与预/报警的智能功能

在银行、珠宝店、商店、仓库、财会室、军械室、保密室、博物馆、油库、以及一切重要的监控的场所对安全性要求比较高的地方，均需设置视频移动侦测的预/报警功能。这一功能要能精确地侦测和识别单个物体或多个物体的运动情况，包括其运动方向、运动特征，但要滤除老鼠、猫、狗等小动物以及由光线变化等环境带来的干扰。并且，为适应特殊时间段各出入口、大厅、停车场等的要求，视频移动的检测区域要能单独地进行开或关。

当侦测与识别到是不认识的移动人体侵入时，即自动启动录像、定点显示与预/报警。并能根据其运动情况，自动发送PTZ控制指令，使带云台的摄像机能够自动跟踪物体。如人体超出该摄像机监控范围之后，也能自动通知人体所在区域的其它摄像机继续进行追踪，直到抓捕罪犯为止。

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5、可嵌入自动开关灯光、调整光强与识别有否外人侵入的检测识别与预/报警的智能功能

在党政机关、学校、企业和大型家居环境，可采用智能视频分析技术用来消除巨大的电能浪费与安全隐患，如能视天气情况等自动关闭不必要的灯或打开有人办公工作的灯或根据需要自动调整灯光的强度，以及自动监控有无外人侵入等。因为智能安防视频监控系统可随时计算出在一定的环境中什么位置有人走动或办公，能自动打开或增强相应位置的灯光，自动关闭或减弱其它位置的灯光。并且在单位或家庭有存入本单位或家庭人员情况的数据库时，还可用来自动分析与识别这些环境中的人是否与数据库中己有的一致，如发现有外人侵入时，能及时进行预/报警等。

6、可嵌入出入口人数统计与人群注意力及拥堵等的检测识别与预/报警的智能功能

网络视频服务器也可嵌入用于商业等用途的人数统计与人群注意力及拥堵等的检测、识别的智能功能。如广泛在服务、零售等行业为业主计算某天光顾其店铺的顾客数量，统计人们在某物体前面停留的时间等，以用来评估新产品或新促销策略的吸引力，也可以用来计算为顾客提供服务所用的时间等。据此，可协助管理者分析营业情况，或提高服务质量。

该项智能化功能，还可用来自动统计和计算穿越国家重要部门、重要出入口或指定区域的人或物体的数量，以及识别人群的整体运动特征，包括速度、方向等，用以避免形成拥塞，或者及时发现可能有打群架等异常情况。其典型的应用场景包括超级市场、火车站、娱乐场所等人员聚集的地方。

7、可嵌入非滞留爆炸物的检测识别与预/报警的智能功能

该项智能化功能，主要用于对重要设施或公共场所等处的可疑滞留物体(如化学与爆炸物体)超过预定时间段还未取走等异常行为，进行处理、识别，并锁定跟踪与预/报警，从而尽快排除危险品，以保障人民生命和财产的安全。

8、可嵌入对人的异常行为的检测识别与预/报警的智能功能

该项智能化功能，主要用于公共场所对人的异常行为的检测、识别与预/报警，如检测识别到人翻越院墙与栅拦、持刀枪抢劫、杀人、绑架、突然倒地等异常行为时，即锁定跟踪与预/报警，从而能尽快制止事故的发生，以遏制犯罪。

9、可嵌入面像、步态、声音等的检测识别与预/报警的智能功能

面像与步态识别，不像指纹识别与眼虹膜识别等那样需要人的配合，它可以在离摄像头有相当远的距离内在人群中识别出特定的个体。因为它可将捕捉到的面像与步态的视频或声音，与数据库档案中的面像、步态或声音的资料进行比对识别，如识别是通揖等逃犯与其他疑犯，则立即会自动启动录像与预/报警，并进行跟踪，直到抓捕为止。该项智能功能，可用于出入口控制与通道管理，如在城市出入口(民航、铁路与公路站口、轮船码头等)、过道、以及军事、公安、政府、银行、博物馆、珠宝店等重要机密与财产的地方。

由上可知，只要将这些检测与识别的智能功能数据编码压缩，并且将检测与识别的分析结果输出传输到监控中心，同时分发给授权的管理者。以用于进行进一步地分析，并采取进一步的响应，或可使用更为复杂的智能分析应用，以降低网络设备的负载并减少人为错误。

由嵌入式网络视频服务器的组成可知，在上述的基础上，只要再嵌入有智能功能软件算法的智能功能模块，即可构成嵌入式智能网络视频服务器。其实现方案的组成及工作原理框图如图2所示。

由图2可知，当多路监控点的摄像机输出的视频信号输入智能网络视频服务器后，即进行A/D转换，并进行嵌入式处理，一方面将数字视频图像信号送入缓存，另一方面送入嵌入所需功能的智能软件算法模块进行分析与识别。编码压缩模块一方面将预/报警前的图像压缩后送网络接口进入网络传输;另一方面接受经智能识别需预/报警的图像进行压缩再送网络接口经网络传输到监控中心。这样，既可节省网络带宽资源，又可遏制犯罪的发生。

这种智能网络视频服务器的网络视频监控系统拥有更好的系统弹性，相对模拟系统而言，可依靠视频服务器来连接本地的模拟摄像机，并可在通过网络对其视频流进行监控和存储前，对视频流进行数字化、智能分析与识别，然后压缩传输。系统的优势是数字化和压缩的过程都在本地完成，此时可通过已连入互联网的现有网络设备来传输智能数据，从而可有效降低使用成本。

智能软件算法模块除嵌入各监控点均需要的基本的智能功能外，其不同场景应用的智能功能则应分别嵌入不同的模块，这一方面便于按需进行组合使用，另一方面避免很多智能功能放一起而需采用高端的价高的IC。因此，只需要进行基本的配置，就可以搜集到特定的智能信息，使管理者更容易决定分派哪些具体的工作。随着各机构希望能增强他们的视频系统，不同类型的分布式智能应用可能会被组合到一起。而网络分布式智能拥有无限的扩展能力，未来的扩展就如同搭积木一样简单。

由上述可知，除了智能网络摄像机、智能网络DVR等智能视频监控的产品形态外，还可组成智能网络视频服务器这一智能视频监控的产品形态。而这一产品形态的优势也是数字化和压缩的过程都在本地完成，且智能化的分析识别均是编码压缩前的视频图像，从而避免了对编码压缩后的视频图像分析识别的弊病，提高了分析识别的准确率，因而也是智能视频监控系统较好的一种组成方式。

但值得指出的是，一个城市的大型安防监控系统，不可能是一种智能视频监控的产品形态组成的智能视频监控系统，而是除智能网络摄像机、智能网络DVR、智能网络视频服务器这些智能视频监控的产品形态组成外，还需要后端的智能视频软件分析识别管理平台这一智能产品形态共同构成。