NVR是高清監(jiān)控發(fā)展的核心力量

　　隨著高清監(jiān)控時代的到來，NVR取代DVR的趨勢愈發(fā)明顯，主流廠商都開始推出高清NVR。這首先表現(xiàn)在高清監(jiān)控必須基于全網(wǎng)絡(luò)化部署方可實現(xiàn)應用，而模擬半數(shù)字化時代的DVR顯然已無法適應這一點，只能退出歷史舞臺;其次，高清NVR具有的一系列卓越性能使它成為了推動高清監(jiān)控發(fā)展的核心要素：一方面，要實現(xiàn)高清監(jiān)控必然要采用具有高清性能的NVR對高清IP攝像機進行配合，這才能為用戶提供完整的高清應用，并且高清NVR+高清IP攝像機也是最具性價比的高清建設(shè)方案，它可以有效降低部署成本，從而促進高清監(jiān)控的普及;另一方面，NVR的靈活性以及一體化設(shè)計帶來的低成本特質(zhì)，能夠大大增強高清監(jiān)控的易用性和實用性，這對高清監(jiān)控的應用也具有很大的推動。

　　開放性：NVR成功的最后要素

　　然而，NVR在普及市場的當前仍然遇有障礙，這就是沒有完備的開放性。

　　NVR的開放性包括多個方面，首先就是是否擁有支持標準化控制協(xié)議的接口，以實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)前端的接入以及被接入其它網(wǎng)絡(luò)管理平臺。就當前而言，不僅NVR，即使整個網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控產(chǎn)業(yè)也尚未很好的地建立起完善的標準化視頻通信機制，廠商多各行其道，不同品牌的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備大部分都無法實現(xiàn)互通，很多品牌的NVR就只能接入自已品牌的網(wǎng)絡(luò)攝像機，這對不僅影響NVR自身的普及，對整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也會產(chǎn)生很大的負面作用。

　　此外，相關(guān)存儲技術(shù)、編碼格式標準化，以及是否能順利接入各種瀏覽終端等，也是NVR在開放性方面需要進一步完善的。

　　NVR在開放性方面的不足為其目前在市場的推廣和應用已經(jīng)帶來了問題，本文將從NVR在整個網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)所承擔的角色出發(fā)，對此謹作一淺析。

　　作為網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的一員，NVR擔當著網(wǎng)絡(luò)前端的匯聚與管理之責，向上后則要供上級平臺接入與管理，除此之外，NVR還面臨被不同瀏覽終端的接入，因此它的開放同樣也包括向上前、向下后、向終端等不同環(huán)節(jié)的開放。

　　NVR在接入IP前端環(huán)節(jié)的開放性

　　NVR與IP前端互通之間的自由開放是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中最重要的一環(huán)，因為NVR+IP前端是建設(shè)一套網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)最基本的設(shè)備。這一環(huán)節(jié)的開放性包括這幾個方面。

　　1、標準化的控制協(xié)議

　　在模擬半數(shù)字化監(jiān)控時代，正是因為DVR沒有統(tǒng)一的行業(yè)標準，而使得廠家各自為政，每個DVR廠家都采用自己的標準，其它品牌的攝像機和管理平臺都不能接入，以致步入網(wǎng)絡(luò)化時代后，用戶面臨監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)等諸多核心需求時困難重重。現(xiàn)在，隨著IP視頻監(jiān)控市場的迅速增長，產(chǎn)業(yè)鏈上下游的一大批企業(yè)都紛紛加入到了IP監(jiān)控陣營。在市場日趨龐大的同時，產(chǎn)業(yè)鏈的分工也已越來越細——有些廠商專門做前端，有些廠商專門做NVR平臺，之后再通過集成商進行集成并提供給最終客戶。在這樣的市場環(huán)境下，如果NVR廠商仍像模擬監(jiān)控時期以前的DVR一樣不提供統(tǒng)一的標準化接口，將何以應對當前市場這種緊密、成熟的產(chǎn)業(yè)合作模式?基于統(tǒng)一的控制協(xié)議下的標準化接口已成為NVR當前亟需解決的問題。為此，近幾年，陸續(xù)有多家致力于標準化建設(shè)工作的組織或論壇成立，如ONVIF和PSIA。

　　PSIA(Physical Security Interoperability Alliance)中文全稱實體安全互通聯(lián)盟，該聯(lián)盟主要由Cisco Systems、Genetec、IBM等公司于成立，主要目標是推動網(wǎng)絡(luò)型安全設(shè)備間的可互通性。參與成員包括來自監(jiān)控攝像機、視頻管理軟件、門禁控制與系統(tǒng)整合等不同性質(zhì)的廠商，以推動開放標準的相關(guān)工作。

　　2008年，安訊士、博世、索尼公司三家公司聯(lián)合成立了另一個標準化組織——ONVIF(Open Network Video Interface Forum)，即開放式網(wǎng)絡(luò)視頻接口論壇，并以公開、開放的原則共同制定開放性行業(yè)標準。ONVIF標準將為網(wǎng)絡(luò)視頻設(shè)備之間的信息交換定義通用協(xié)議，包括裝置搜尋、實時視頻、音頻、元數(shù)據(jù)和控制信息等。ONVIF基于完全開放的Internet思想，采用Internet最成熟的協(xié)議來實現(xiàn)點到點之間視訊業(yè)務(wù)接口的標準化。通過ONVIF可以基于標準Web Service的commands、RTP/RTCP、RTSP和WSDL就可以很好的地實現(xiàn)設(shè)備間的互聯(lián)互通，而設(shè)備的統(tǒng)一呈現(xiàn)、管理則基于一個類似門戶的邏輯單元。ONVIF這一完全開放、實現(xiàn)簡單的標準化建設(shè)思想，非常適合市場需求，從而也使得ONVIF在近兩年獲得了比其它標準化組織更多的關(guān)注與參與。截止2010年5月，ONVIF已經(jīng)有超過150多家成員，這些成員除了三家發(fā)起者之外，還包括松下、三星、科達、思科、西門子、TI德州儀器、海康威視、浙江大華等諸多知名安防視訊廠商。并且，這些廠商的市場份額占到了72%以上的絕對性比重。[nextpage]

　　因由此可見，基于標準化控制協(xié)議的NVR也是必然趨勢。業(yè)界最早推出NVR的廠商——蘇州科達科技有限公司也已于2010年正式加入了ONVIF成為新成員，科達整個NVR產(chǎn)品線更是已全面基于ONVIF框架進行設(shè)計，以為上下游的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備廠商提供標準化接口。目前，在前端環(huán)節(jié)，科達NVR已經(jīng)可成功接入SONY、AXIS、?？?、VIVOTEK等多個主流品牌的IP攝像機，使其NVR的市場應用空間迅速獲得了提升。

　　2、標準化的流媒體協(xié)議

　　NVR與IP攝像機之間信息數(shù)據(jù)的傳輸還涉及到流媒體協(xié)議。過去，在市場通用RTP/RTCP的時代，監(jiān)控設(shè)備廠商都要通過開發(fā)自有控制協(xié)議與RTP/RTCP相配合才能實現(xiàn)管理中心(包括NVR、DVR或監(jiān)控管理平臺)與前端之間的通信，而不同廠商的控制協(xié)議又必然各有千秋，這就導致了不同品牌的管理中心與攝像機之間無法實現(xiàn)互通。而近兩年隨著網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的飛速發(fā)展，越來越多的監(jiān)控廠商開始采用RTSP(實時流協(xié)議)，RTSP基于RTP之上，并定義了一對多應用程序如何有效地通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送多媒體數(shù)據(jù)。作為應用層協(xié)議，RTSP提供了一個可供擴展的框架，并使得實時流媒體數(shù)據(jù)的受控和點播變得可能，大大提升了協(xié)議的適用性，而只要基于統(tǒng)一的RTSP，各監(jiān)控廠商就不必再開發(fā)相應的控制協(xié)議即可實現(xiàn)中心與前端的通信，這對NVR與IP攝像機互通的自由開放來說可謂意義非凡。

　　3、統(tǒng)一的編碼格式

　　編碼格式是視頻監(jiān)控設(shè)備的一項關(guān)鍵參數(shù)，它決定了所傳輸視頻的圖像質(zhì)量以及需要的網(wǎng)絡(luò)帶寬，而不同品牌的NVR與IP前端要取得互通，統(tǒng)一的編碼格式也是一項必然前提。目前業(yè)界最通用的視頻編碼標準主要有MJPEG和H.264兩種。

　　MJPEG(Motion JPEG)是在JPEG基礎(chǔ)發(fā)展起來的動態(tài)圖像壓縮技術(shù)，它只單獨的對某一幀進行壓縮，而基本不考慮視頻流中不同幀之間的變化。通過此壓縮技術(shù)可獲取清晰度很高的視頻圖像，而且可靈活設(shè)置每路的視頻清晰度和壓縮幀數(shù)，并且壓縮后的畫面還可任意剪接。但它的缺陷也非常明顯：①丟幀現(xiàn)象嚴重、實時性差，在保證每路都必須是高清晰的前提下，很難完成實時壓縮;②壓縮效率低，傳輸帶寬和存儲空間占用大。

　　H.264是ITU-T和ISO共同成立的JVT聯(lián)合視頻工作組制定的新一代視頻編碼標準，用來實現(xiàn)視頻的高壓縮比、高圖像質(zhì)量、良好的網(wǎng)絡(luò)適應性等目標。H.264不僅比MJPEG節(jié)約了80%以上的碼率，而且對網(wǎng)絡(luò)傳輸具有更好的支持功能。H.264引入了面向IP包的編碼機制，有利于網(wǎng)絡(luò)中的分組傳輸，支持網(wǎng)絡(luò)中視頻的流媒體傳輸，支持不同網(wǎng)絡(luò)資源下的分級編碼傳輸，從而獲得平穩(wěn)的圖像質(zhì)量。H.264可以在更低的帶寬下實現(xiàn)720p、1080p的廣播級高清視頻分辨率。

　　盡管MJPEG能夠獲得比較好的單幅圖像質(zhì)量，但由于它在運動性、帶寬占用以及存儲空間占用方面均有致命缺陷。而H.264則在不斷獲取更多應用，尤其是高清監(jiān)控市場開始迅速擴張以來，越來越多主流的高清NVR/平臺、高清IP攝像機設(shè)備都在采用H.264編碼技術(shù)，編碼格式的統(tǒng)一也必然會為不同NVR與IP攝像機之間的自由通信錦上添花。

　　4、統(tǒng)一并可靠的存儲技術(shù)

　　對包括NVR在內(nèi)的視頻監(jiān)控產(chǎn)品來說，存儲性能的重要性幾乎與圖像質(zhì)量是一樣的。并且，隨著NVR開放性的不斷提升、與之互通的IP前端不斷增多，采用統(tǒng)一并可靠的存儲技術(shù)亦會顯得愈發(fā)重要。這里，最重要的為以下兩項存儲技術(shù)。

　　1、ANR智能存儲

　　進入高清監(jiān)控時代以后，NVR存儲的安全可靠性也必將受到嚴峻考驗：一方面，由于高清NVR要完全依賴網(wǎng)絡(luò)來運行，而網(wǎng)絡(luò)條件的復雜性勢必直接影響承載于上的存儲業(yè)務(wù)之穩(wěn)定性，因而采用ANR智能存儲將不可避免。ANR，Automatic Network Replenishment Technology，它是一種結(jié)合本地存儲和網(wǎng)絡(luò)存儲的技術(shù)，ANR技術(shù)包括三個部分：①偵測網(wǎng)絡(luò)狀況，即在網(wǎng)絡(luò)失效時，能記錄下失效前的傳輸數(shù)據(jù)，以待網(wǎng)絡(luò)連結(jié)恢復后把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)回到管理中心(圖1) ;②雙重錄像，即當網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題或不穩(wěn)定時，管理中心和前端雙方都會把圖像數(shù)據(jù)單獨存儲在緩沖區(qū)以作備份;③自動修復數(shù)據(jù)，即當網(wǎng)絡(luò)恢復正常后，管理中心和前端雙方會對比各自的數(shù)據(jù)，檢查對比在網(wǎng)絡(luò)失效時的圖像數(shù)據(jù)，然后自動修復管理中心錯誤或遺失的數(shù)據(jù)。據(jù)此就可明白，具備ANR技術(shù)的NVR會在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時自動啟用前端存儲，網(wǎng)絡(luò)恢復后再將前端存儲數(shù)據(jù)自動同步至NVR中心，并且是在不影響實時視頻傳輸質(zhì)量的前提下，從而實現(xiàn)了中心與前端的雙存儲備份，有效提升存儲的可靠性與靈活性。[nextpage]

　　2、RAID存儲

　　RAID(Redundant Array of Independent Disk)，即獨立冗余磁盤陣列，主要功能有兩方面：一是通過同時使用多個磁盤，提高傳輸速率;二是通過數(shù)據(jù)校驗，可以提供容錯功能。采用了RAID技術(shù)的NVR將可以確保用戶監(jiān)控存儲硬盤的有效合理使用、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的冗余校驗，使圖像數(shù)據(jù)即使在部分存儲介質(zhì)損壞的情況下也不會丟失，從而提升了存儲的可靠性，進一步為其與各種IP前端之間有效互通提供保障。

　　NVR在接入平臺環(huán)節(jié)的開放性

　　在一套網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，NVR作為末端匯聚層，大部分情況下還要向上再接入上級管理平臺，一款成熟的NVR產(chǎn)品還需在這一環(huán)節(jié)做好開放工作。

　　1、通過API接入非標準化平臺

　　對于支持ONVIF標準的平臺，NVR可以通過ONVIF協(xié)議直接接入平臺。而針對非標準化平臺，NVR則需要通過提供API接口來解決開放問題，即讓平臺廠商通過調(diào)用NVR開發(fā)包中提供的相關(guān)API(Application Programming Interface)函數(shù)，對NVR進行連接、視頻瀏覽、云臺控制、錄像管理、磁盤管理、用戶管理、日志管理、前端參數(shù)管理、告警管理，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置、圖片抓拍管理、系統(tǒng)管理等操作，實現(xiàn)非標準化的第三方平臺與NVR之間的互通。

　　此外，NVR接入平臺后還需要通過標準的網(wǎng)管協(xié)議實現(xiàn)完全的被管理，以更深層意義上實現(xiàn)NVR的全面開放。

　　2、基于SDK直接開發(fā)應用

　　除了直接接入平臺之外，NVR還可以通過提供SDK二次開發(fā)包滿足平臺廠商開發(fā)其它上層應用。SDK(software development kit)是第三方平臺開發(fā)NVR應用的重要材料，用戶可以通過NVR提供的SDK定制開發(fā)各自的需求。SDK中包括了開發(fā)NVR客戶端所需要的函數(shù)和常數(shù)定義、API函數(shù)說明文檔和相關(guān)示例，用戶參照SDK DEMO中的相關(guān)示例，即可自行開發(fā)各種應用。

　　NVR在接入瀏覽終端的開放性

　　作為視訊產(chǎn)業(yè)的一份子，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的瀏覽終端正日益多樣化，尤其是向個人/家庭市場逐步滲透以來——PC機、平板電腦、手機等，十分豐富。此外，不同的瀏覽終端又可能采用不同的播放器，對此，NVR首先要面向不同的終端開發(fā)相應不同的客戶端，以真正實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化時代用戶隨時隨地的瀏覽需求。

　　其次，在與瀏覽終端的接入方面同樣存在終端設(shè)備的圖像編碼格式的支持問題，而就目前看來，以手機為代表的大部分個人視訊終端可兼容的圖像編碼格式依舊是以H.264為主，這就進一步對包括NVR在內(nèi)的視頻監(jiān)控設(shè)備編碼格式明確了技術(shù)方向。

　　最后加之高清在整個視訊領(lǐng)域的發(fā)展蓬勃，瀏覽終端的高清化也已成燎原之勢，基于高清，市場將要求包括NVR在內(nèi)的整個視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)在各種技術(shù)領(lǐng)域都全面統(tǒng)一化、標準化，以實現(xiàn)真正無障礙的自由通訊。

　　結(jié)語

　　高清視頻監(jiān)控時代，NVR取代DVR已成定局，再加上近兩年的市場沉淀，NVR無論是本身性能的完善還是用戶認知的提高都已經(jīng)擁有了良好的基礎(chǔ)。如果能解決開放性問題則必將有效推動NVR市場取得更長足的進步，而這一點也已被很多NVR廠商意識到并開始在為此付諸努力和投入。當然，開放性，并不只是NVR的問題，它將是整個視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)進入高清化、網(wǎng)絡(luò)化、高清化、智能化時代以后都要面臨的，加強開放與合作，必然會促進產(chǎn)業(yè)更良性的發(fā)展。