視頻監(jiān)控相關(guān)技術(shù)發(fā)展與市場(chǎng)動(dòng)向

關(guān)鍵詞： 視頻監(jiān)控

最早的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是全模擬的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，也稱閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)。圖像信息采用視頻電纜，以模擬方式傳輸，一般傳輸距離不能太遠(yuǎn)，主要應(yīng)用于小范圍內(nèi)的監(jiān)控，監(jiān)控圖像一般只能在控制中心查看。全模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)以模擬視頻矩陣和磁帶式錄像設(shè)備VCR為核心。

隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)從20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始出現(xiàn)，以數(shù)字控制的視頻矩陣替代原來(lái)的模擬視頻矩陣，以數(shù)字硬盤錄像機(jī)DVR替代原來(lái)的長(zhǎng)延時(shí)模擬錄像機(jī)，將原來(lái)的磁帶存儲(chǔ)模式轉(zhuǎn)變成數(shù)字存儲(chǔ)錄像，實(shí)現(xiàn)了將模擬視頻轉(zhuǎn)為數(shù)字錄像。DVR集合了錄像機(jī)、畫面分割器等功能，跨出數(shù)字監(jiān)控的第一步。在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了全數(shù)字的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以基于PC機(jī)或嵌入式設(shè)備構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)，并進(jìn)行多媒體管理。這類系統(tǒng)是目前視頻監(jiān)控市場(chǎng)的主流。

隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的普及，視頻監(jiān)控逐漸從本地監(jiān)控向遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)展，出現(xiàn)了以網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器為代表的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器解決了視頻流在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸問(wèn)題，從圖像采集開(kāi)始進(jìn)行數(shù)字化處理、傳輸，這樣使得傳輸線路的選擇更加多樣性，只要有網(wǎng)絡(luò)的地方，就提供了圖像傳輸?shù)目赡?。整個(gè)系統(tǒng)趨向平臺(tái)化、智能化。很多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)已開(kāi)始涉足此類視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，目前尚屬市場(chǎng)起步階段。

視頻監(jiān)控相關(guān)技術(shù)進(jìn)展

(1)CMOS圖像傳感器技術(shù)的成熟

監(jiān)控?cái)z像機(jī)的圖像傳感器正逐漸從傳統(tǒng)的CCD向CMOS轉(zhuǎn)變。這兩種傳感器各有長(zhǎng)短，但一直以來(lái)，CMOS傳感器的缺點(diǎn)漸漸減少。CMOS圖像傳感器低成本、高集成度為其主要特點(diǎn)，圖像質(zhì)量已不輸于CCD。與基于CCD的探頭相比，CMOS探頭的集成度更高，因?yàn)镃MOS傳感器集成了許多外圍處理功能，所需器件比CCD探頭少，且CMOS探頭的功耗要低得多。從整個(gè)系統(tǒng)來(lái)看，CMOS傳感器可將成本大大降低。

(2)智能分析技術(shù)的發(fā)展

IEEE在圖像的智能分析等方面有比較大的成果，比如運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、人臉識(shí)別、目標(biāo)跟蹤等。

運(yùn)動(dòng)檢測(cè)是指在指定區(qū)域能識(shí)別圖像的變化，檢測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的存在并避免由光線變化帶來(lái)的干擾。由于背景圖像的動(dòng)態(tài)變化，如天氣、光照、影子及混亂干擾等的影響，使得運(yùn)動(dòng)檢測(cè)成為一項(xiàng)相當(dāng)困難的工作。早期的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)是對(duì)編碼后產(chǎn)生的I幀進(jìn)行比較分析，通過(guò)視頻幀的比較來(lái)檢測(cè)圖像變化。目前常用的方法有背景減除(Back ground Subtraction)、時(shí)間差分(Temporal Difference)、光流(Optical Flow)、運(yùn)動(dòng)向量檢測(cè)法等。

(3)芯片技術(shù)為視頻監(jiān)視產(chǎn)品提供新方案

IP攝像機(jī)通常集成了視頻捕獲、視頻編碼/處理和網(wǎng)絡(luò)接口功能。在視頻監(jiān)控市場(chǎng)，能夠支持這些功能的各種視頻信號(hào)處理器芯片性能差異很大，但也是最能突顯優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品。從功能需求最少的低端產(chǎn)品到高性能的采用多核數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)芯片的高端產(chǎn)品，針對(duì)不同的市場(chǎng)，對(duì)視頻信號(hào)處理器的要求差別很大。高性能的DSP芯片使視頻處理器性能得到極大提升。這些DSP是催生智能攝像機(jī)的關(guān)鍵要素。正因?yàn)檫@些DSP，IP視頻服務(wù)器才具備同時(shí)對(duì)多視頻流進(jìn)行智能管理的能力。

(4)視頻壓縮格式越來(lái)越先進(jìn)

以前的數(shù)字視頻監(jiān)控的圖像格式主要以MJPEG與MPEG2為主。隨著圖像壓縮技術(shù)的提高，出現(xiàn)了越來(lái)越先進(jìn)的視頻壓縮格式，如MPEG-4，H.264，國(guó)內(nèi)正在大力發(fā)展具有自主產(chǎn)權(quán)的AVS編碼格式。視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展為視頻監(jiān)控在圖像傳輸、錄像存儲(chǔ)等方面帶來(lái)極大的好處。

視頻監(jiān)控市場(chǎng)新特點(diǎn)

隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的普及，視頻監(jiān)控逐漸從本地監(jiān)控向遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)展，出現(xiàn)了以網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器為代表的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器解決了視頻流在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸問(wèn)題，從圖像采集開(kāi)始進(jìn)行數(shù)字化處理、傳輸，這樣使得傳輸線路的選擇更加多樣性，只要有網(wǎng)絡(luò)的地方，就提供了圖像傳輸?shù)目赡?。整個(gè)系統(tǒng)趨向平臺(tái)化、智能化。很多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)已開(kāi)始涉足此類視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，目前尚屬市場(chǎng)起步階段。

同時(shí)，我們也注意到，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)無(wú)論在地理覆蓋還是用戶群覆蓋上，范圍都非常狹窄，而今年視頻監(jiān)控平臺(tái)的發(fā)展呈現(xiàn)出一些與過(guò)去不同的特點(diǎn)，逐漸向大地域、多領(lǐng)域延伸，應(yīng)用范圍更廣闊、更全面。

1.從個(gè)別行業(yè)到多重領(lǐng)域

過(guò)去，我國(guó)的視頻監(jiān)控應(yīng)用主要集中在政府部門和金融、公安、交通、電力等特殊部門及行業(yè)。其中，政府部門和金融行業(yè)分別占據(jù)了20.9%和20.6%的市場(chǎng)份額。然而，隨著社會(huì)信息化的進(jìn)步，越來(lái)越多的行業(yè)和領(lǐng)域視頻監(jiān)控的需求大量增加，即便是公安這樣的傳統(tǒng)用戶也在“平安城市“方面對(duì)城市監(jiān)控提出了全新的格局和功能要求。今年，視頻監(jiān)控開(kāi)始從銀行、交通等個(gè)別領(lǐng)域向多領(lǐng)域延伸，由傳統(tǒng)的安防監(jiān)控向管理監(jiān)控和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)監(jiān)控發(fā)展。

此外，視頻監(jiān)控僅用于企業(yè)行業(yè)的情況也逐漸被打破，公眾家庭也成為2008年視頻監(jiān)控應(yīng)用的新市場(chǎng)。在公眾家庭市場(chǎng)，視頻監(jiān)控主要是應(yīng)用于住宅的安全防范和財(cái)產(chǎn)的監(jiān)控。用戶可以通過(guò)在家中安裝攝像頭，利用家庭網(wǎng)關(guān)作為視頻服務(wù)器，用戶在遠(yuǎn)端通過(guò)Internet實(shí)時(shí)監(jiān)控家庭安全。雖然離數(shù)字家庭的全面實(shí)現(xiàn)還比較遠(yuǎn)，但隨著IPv6技術(shù)和信息家電技術(shù)的發(fā)展、移動(dòng)監(jiān)控設(shè)備的進(jìn)一步優(yōu)化，視頻監(jiān)控技術(shù)很可能最先在數(shù)字家庭中得到推廣。一份國(guó)內(nèi)市場(chǎng)研究報(bào)告指出，隨著個(gè)人用戶對(duì)家庭安全的重視度日益增長(zhǎng)，采用視頻監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)保障住宅安全的意識(shí)明顯加強(qiáng)。

2.從本地監(jiān)控到跨省跨區(qū)

視頻監(jiān)控需求市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，除了傳統(tǒng)行業(yè)，企業(yè)和個(gè)人市場(chǎng)也正在興起，中國(guó)經(jīng)濟(jì)最活躍的中小企業(yè)和個(gè)人用戶，對(duì)視頻監(jiān)控的應(yīng)用前景都已經(jīng)明顯呈現(xiàn)出來(lái)。與此同時(shí)，用戶的要求也越來(lái)越高，其中最突出的就是要求實(shí)現(xiàn)對(duì)大量視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、無(wú)地域、無(wú)阻礙傳輸，從而達(dá)到資源共享，為各級(jí)管理人員和決策者提供方便、快捷、有效的服務(wù)。尤其是對(duì)一些大集團(tuán)公司來(lái)說(shuō)，這些企業(yè)都是跨省區(qū)的，分支機(jī)構(gòu)遍布全國(guó)，各分公司之間的活動(dòng)也非常頻繁，如果讓各地人員來(lái)回奔波，顯然降低了工作效率，浪費(fèi)了企業(yè)資源，提高了經(jīng)營(yíng)成本。而通過(guò)視頻監(jiān)控，就可以實(shí)現(xiàn)身處異地也能及時(shí)、直觀地掌握公司情況，因此這些客戶對(duì)連接全省乃至全國(guó)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)需求也十分迫切。包括海爾集團(tuán)在內(nèi)的許多大型企業(yè)集團(tuán)，在擴(kuò)容視頻專網(wǎng)時(shí)，都要求能夠跨省跨區(qū)聯(lián)通，這表明了有實(shí)力、國(guó)際化的企業(yè)集團(tuán)，都希望通過(guò)擴(kuò)大視頻監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋面，提高效率、降低成本?？梢灶A(yù)見(jiàn)，突破本地網(wǎng)的限制，實(shí)現(xiàn)省內(nèi)或者跨省聯(lián)網(wǎng)，將是2008年視頻監(jiān)控平臺(tái)發(fā)展的重要趨勢(shì)。

3.從提供接入到系統(tǒng)集成

  
   



目前，很多地方的電信企業(yè)在建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，只是為用戶提供網(wǎng)絡(luò)通道，并不能參與到終端采購(gòu)、軟件安裝、運(yùn)行維護(hù)中。在這種模式下，用戶需要自行購(gòu)買視頻終端器材，自行建設(shè)信息管理軟件系統(tǒng)，還要委托第三方進(jìn)行系統(tǒng)和線路的維護(hù)，這不僅增加了用戶使用業(yè)務(wù)的難度，也使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功效大為降低。

為此，專家指出，電信運(yùn)營(yíng)商要成為信息化的專家，在開(kāi)展視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)時(shí)，要利用寬帶網(wǎng)絡(luò)，將分散、獨(dú)立的圖像采集點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域全球范圍內(nèi)的統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理，整合利用行業(yè)資源;不能僅僅提供通道，還要進(jìn)行系統(tǒng)集成，應(yīng)該從硬件到軟件、從建設(shè)到維護(hù)，提供一體化打包式的服務(wù)。

監(jiān)控系統(tǒng)多元化與系統(tǒng)化

主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面的要求：

遠(yuǎn)程訪問(wèn)。目前用戶普遍要求訪問(wèn)地點(diǎn)不受地域限制，能隨時(shí)隨地訪問(wèn)被監(jiān)控地點(diǎn)。

多人同時(shí)訪問(wèn)同一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)。目前，同一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)很可能會(huì)同時(shí)被多個(gè)用戶所訪問(wèn)，并且這些用戶之間可能毫無(wú)關(guān)系。

監(jiān)控點(diǎn)趨向分散，同時(shí)監(jiān)控趨向集中。屬于同一用戶的監(jiān)控點(diǎn)越來(lái)越分散，不受地域所限，需要集中的管理與控制。

要求監(jiān)控系統(tǒng)具有開(kāi)放性和擴(kuò)展性。同一系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)支持多種不同類型的監(jiān)控設(shè)備，用戶數(shù)、被監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)量可以方便地增減。

海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)化使得傳統(tǒng)的本地錄像功能可以轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)程服務(wù)器上來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成為可能。同時(shí)，也要求系統(tǒng)具備更強(qiáng)的存儲(chǔ)、檢索和備份等功能。

信息安全。系統(tǒng)復(fù)雜化，用戶的多元化，加上視頻監(jiān)控本身的業(yè)務(wù)特點(diǎn)必然要求對(duì)系統(tǒng)對(duì)信息安全提供有力的保證。

智能視頻監(jiān)控。未來(lái)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)將不僅僅局限于被動(dòng)地提供視頻畫面，更要求系統(tǒng)本身有足夠的智能，能夠識(shí)別不同的物體，發(fā)現(xiàn)監(jiān)控畫面中的異常情況，以最快和最佳的方式發(fā)出警報(bào)和提供有用信息，從而更加有效地協(xié)助安全人員處理危機(jī)，并最大限度地降低誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象，成為應(yīng)對(duì)襲擊和處理突發(fā)事件的有力輔助工具。智能視頻監(jiān)控還可以應(yīng)用在交通管理、客戶行為分析、客戶服務(wù)等多種非安全相關(guān)的場(chǎng)景，以提高用戶的投資回報(bào)。

視頻監(jiān)控主要問(wèn)題

目前，大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)尚處于起步探索階段，網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化是視頻監(jiān)控的必然趨勢(shì)。面對(duì)這個(gè)大趨勢(shì)，目前的視頻監(jiān)控在一些關(guān)鍵技術(shù)方面，存在著不少不足之處，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1)媒體分發(fā)

目前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在視頻媒體的分發(fā)方面普遍處理得比較簡(jiǎn)單，一般采用用戶直接對(duì)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)進(jìn)行訪問(wèn)，或通過(guò)視頻服務(wù)器進(jìn)行簡(jiǎn)單的媒體轉(zhuǎn)發(fā)處理，而面對(duì)越來(lái)越龐大的用戶群，這種媒體傳送方式將會(huì)成為圖像傳輸?shù)钠款i。是否具備高效的媒體分發(fā)機(jī)制將成為判斷視頻監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)劣的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

實(shí)際上，媒體分發(fā)是任何一個(gè)視頻業(yè)務(wù)在發(fā)展到一定規(guī)模后必將面臨的問(wèn)題，視頻監(jiān)控可以與其他視頻業(yè)務(wù)——比如IPTV——來(lái)共同研究視頻分發(fā)的問(wèn)題。未來(lái)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)基于一個(gè)比較完善的媒體分發(fā)平臺(tái)來(lái)傳輸實(shí)時(shí)視頻信息與錄像視頻信息。

(2)錄像存儲(chǔ)

目前，基于網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本上采用中心錄像服務(wù)器來(lái)存儲(chǔ)錄像。中央錄像服務(wù)器管理方便，安全可靠，但因?yàn)殇浵耠S時(shí)進(jìn)行，數(shù)據(jù)流量大，對(duì)承載網(wǎng)帶來(lái)很大壓力。如果將錄像存儲(chǔ)邊緣化，雖然可以減少視頻流的數(shù)量，緩減承載網(wǎng)壓力，但分散的錄像數(shù)據(jù)將給錄像的管理帶來(lái)很大的麻煩，錄像數(shù)據(jù)的安全性也將大大降低。由此可見(jiàn)，未來(lái)大量的存儲(chǔ)需求發(fā)生的位置不可能由中心統(tǒng)一存儲(chǔ)來(lái)承擔(dān)，而大量的分布式、差異性存儲(chǔ)卻沒(méi)有可用的技術(shù)方案。未來(lái)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)要在錄像存儲(chǔ)方面進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才能滿足實(shí)際的錄像要求。

(3)并發(fā)調(diào)度

目前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的用戶在一個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)上一般不存在并發(fā)需求，即便批量用戶可能對(duì)同一視頻監(jiān)控點(diǎn)的信息有同時(shí)調(diào)用要求，這種調(diào)用也沒(méi)有差異。在未來(lái)，系統(tǒng)服務(wù)的使用者來(lái)源多樣化并且不可控，其使用目的存在同樣的情況，監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于同一監(jiān)控點(diǎn)存在著并發(fā)的沖突調(diào)用問(wèn)題，因此必須考慮優(yōu)先權(quán)限和分配機(jī)制。

(4)計(jì)費(fèi)

目前的視頻監(jiān)控計(jì)費(fèi)模式非常單一，通常以租用為主，或者只需考慮用戶接入后使用的單一視頻監(jiān)控點(diǎn)的上傳信息的時(shí)長(zhǎng)或流量即可，其業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)點(diǎn)和計(jì)費(fèi)尺度無(wú)需太復(fù)雜，一般考慮簡(jiǎn)單的RADIUS協(xié)議即可。未來(lái)視頻監(jiān)控系統(tǒng)考慮的計(jì)費(fèi)問(wèn)題包括單用戶對(duì)單資源的使用、單用戶對(duì)多資源的使用、多用戶對(duì)多資源的使用，這是單計(jì)費(fèi)點(diǎn)和計(jì)費(fèi)尺度、僅僅依靠目前的簡(jiǎn)明扼要單的計(jì)費(fèi)協(xié)議所無(wú)法支持的。未來(lái)的系統(tǒng)應(yīng)支持可靈活改變、可批量同時(shí)實(shí)施的多業(yè)務(wù)策略，支持上述各種業(yè)務(wù)策略的實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)功能。

(5)分級(jí)

目前的一些遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以支持分級(jí)，但這種分級(jí)僅僅涉及內(nèi)容分發(fā)的分級(jí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中其它子功能系統(tǒng)還是作為一級(jí)來(lái)考慮。

未來(lái)視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要考慮的分級(jí)決不僅僅是內(nèi)容分配上的分級(jí)，因?yàn)槿W(wǎng)中不同地區(qū)的服務(wù)提供商對(duì)于用戶控制、業(yè)務(wù)管理、內(nèi)容分配、運(yùn)營(yíng)支撐這四個(gè)層次分級(jí)要求是存在差異的，這一點(diǎn)上用戶控制和業(yè)務(wù)管理上分級(jí)的需求更接近會(huì)議電視系統(tǒng)而不是簡(jiǎn)單的點(diǎn)到點(diǎn)會(huì)話系統(tǒng)，需要全部重新設(shè)計(jì)。

(6)業(yè)務(wù)融合

目前的遠(yuǎn)程監(jiān)控不考慮和其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的互相調(diào)用。未來(lái)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)將和多個(gè)其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)交叉調(diào)用，不同系統(tǒng)之間的多層互通和資源共享是必須考慮的問(wèn)題。