监控视频采集技术

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       随着"平安城市"和“天网” 建设力度的加大，以及各种民用探头的蓬勃发展。为我们提供了更多的视频信息资源。利用这些视频资源，可以有效地开展视频侦查工作，为案件的侦破提供信息基础。然而由于视频监控产品越来越多样化和细分化，这给视频采集工作带来了一系列的问题。如果视频无法顺利采集，视频侦查工作就无法开展。

       视频采集工作首先面临问题就是接口的多样性。由于视频监控厂家众多，导致接口不尽相同，常用的接口就有 USB、网口等。然后我们的采集设备却须在不同的接口下实现视频的快速采集。这就要从不同接口的提取方式进行细说了。

首先是USB采集，即通过连接监控机的USB接口，进行正常视频数据采集。由于受监控机本身供电影响，导致只能通过U盘进行采集而不能通过移动硬盘进行采集。

       这种视频采集方式是一种比较传统的采集方式。采集速度受制于DVR的嵌入式结构，且接口一般为USB1.0或USB2.0，采集速率一般能达到15MB/分，提取一天视频约需6小时。 在数据量较大的情况下，采集时间长且效率低。在实际案件侦破过程中仅在监控接口为USB且视频量少的时候适用，因为

其次是网口采集，即通过连接监控机的网口，进行正常视频数据采集。这种采集方式同样受制于DVR的嵌入式结构，提取速率一般能达到约150MB/分。通过接入厂商设置的IP，采用浏览器协议和加载厂商的控件，就能执行提取，提取一天视频约需40分钟。网络提取一般适用于原监控机不能停止工作的情况，或数据量较少的情况。

       综上，我们不难发现，不管是传统的USB提取还是网络提取，在速度上都存在着诸多限制。在有大量数据需要进行采集的情况下，传统的提取方式明显不能满足办案需求。那么，是否存在一种方式能摆脱监控机结构的限制，从而对监控硬盘进行直接视频采集呢？

通过研究和实践证明采用硬盘接口直接提取数据，提取速率一般为8GB/分，考虑程序运行的耗损，也能达到4GB/分以上，提取一天视频仅需1分钟。极大的提高了视频采集效率，从而提高了办案效率，缩短了办案时间。

       说完接口采集问题，接下来就是提取识别问题了。在实际办案过程中，有时会遇到拔下DVR监控录像机的硬盘，使用连接线接到电脑上，连硬盘都找不到，更别说提取视频了。这是由于监控视频文件系统存在差异，导致视频采集无法顺利完成。下面咱们就说说如何实现视频文件识别。

首先最直接的方法是用厂商的播放器对硬盘进行加载，通过这种方式可直接查看到硬盘内的正常视频文件，但问题却是由于监控品牌众多，收集视频文件并对应的播放器的过程很难。因此这种方法多数情况下是不适用的。

       其次是如果通过USB接口或网口进行视频采集，采集设备可以通过连接监控录像机主机的操作系统，对视频文件进行转换，从而生成常规操作系统可识别的文件。如果是通过监控录像机的存储介质进行视频采集，那么采集设备可以通过解析数据结构，识别并找到相应的视频文件头（简称“头”，标识视频文件格式，每个完整视频文件有且只有一个）、视频文件码流（简称“码流”，视频可传输的最小文件单元）、视频文件流头（简称“流头”，标识多个可播放的码流集合）、视频文件索引（简称“索引”，在视频文件中，标识一段存储空间内，视频文件流头的关联性），进而对其进行重组，解析出可提取的视频文件。

       说到这里，我们不禁又产生一个疑问既然能实现视频文件的识别，那么我们删除了但未被重写的视频是否也能被识别，然后通过硬盘数据恢复技术，把我们需要的硬盘内所有的视频数据提取出来呢？

       对此，我们必须弄清什么是删除视频、循环覆盖视频、碎片视频以及删除覆盖原理。

       删除视频指设置删除后，被系统标记为删除的视频，在文件系统中，将不能被用户看到。其原理是修改文件头的前2个代码，这种修改映射在FAT表中，就为文件作了删除标记，并将文件所占簇号在FAT表中的登记项清零，表示释放空间，这也就是平常删除文件后，硬盘空间增大的原因。而真正的文件内容仍保存在数据区中，并未得以删除。要等到以后的数据写入，把此数据区覆盖掉，这样才算是彻底把原来的数据删除。

循环覆盖视频是指在监控录像机中，可设置自动循环覆盖，系统将自动删除设备时间外的视频，如7天循环覆盖，则在第8天时将自动删除第一天的视频文件。原理上和删除视频一样。

       碎片视频是指原本正常视频文件区域被部分重写后，导致视频文件不完整，而未覆盖区域中的视频文件码流和视频文件流头或其他的集合。大部分数据通过重组，可以形成可播放的视频文件。

       根据删除原理，只需找到删除标记，就可通过硬盘数据恢复技术实现对删除、覆盖、碎片视频的采集。

顺利采集完视频信息后，就面临视频播放问题了。办案过程中常遇到采集回来的视频，无法正常播放。如何解决采集回来的视频播放的问题，咱们先得   从原理上说起。

       通常一个监控视频是由很多二进制编码所构成的，而不同厂家根据各自情况和需求的不同在统一编码规则下进行了各自的调整。这也是为什么我们不能通过普通播放器对所采集的监控视频进行直接播放的原因。根据此原理，找到各厂家编码修改的地方按标准格式进行编码还原，也就是将这些二进制编码按标准格式转换出来。而转换的方式就是视频解码的过程。由此可实现采集视频的可播放性要求。

       当然，有人会有担心，咱们这么对视频文件进行操作，会不会影响原视频文件呢？万一出现操作失误，导致视频原文件受损，影响整个案件的侦破。

       对此，也产生了对应的解决办法。目前比较安全可靠地做法是根据相应品牌的视频文件结构，将存储介质中的数据段提取（相当于另存为）在其它存储设备的缓存中，然后再对这个缓存buffer进行处理的。由此来实现对原视频文件的保护。

       最后一个问题是时间误差，即监控视频文件和北京时间可能存在误差的情况。由于案件记录时间和真实时间的误差很容易误导办案民警的判断，对此我们需进行时间校准。采集设备可以记录视频采集操作时间，通过计算监控录像机的时间与北京时间的差值，完成时间校准操作。

       监控视频采集技术的成熟，为相关执法机关进行视频案件侦破提供了有利条件。也为视频侦查工作的开展提供了有利保障。