隨著高清監(jiān)控在煙草園區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)特別是新建園區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)中的普及，也給監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)、維護和使用帶來了一系列的挑戰(zhàn)與困擾。本文從煙草園區(qū)的監(jiān)控入手，探討在煙草監(jiān)控領(lǐng)域所面臨的挑戰(zhàn)的采用的新技術(shù)。

　　煙草園區(qū)監(jiān)控在高清時代的挑戰(zhàn)與困擾

　　所謂煙草行業(yè)的園區(qū)，主要是指煙草工業(yè)的卷煙廠和煙草商業(yè)的物流中心。隨著高清監(jiān)控在煙草園區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)特別是新建園區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)中的普及，也給監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)、維護和使用帶來了一系列的挑戰(zhàn)與困擾。

　　· 隨著前端清晰度的提升，前端碼流帶寬也飛速增加，在前端點位數(shù)量沒有增加的情況下，原有系統(tǒng)平臺依然需要擴容，需要增加大量服務(wù)器，增加系統(tǒng)向高清升級的成本;

　　· 前端碼流提升帶來了存儲成本增加，原先能夠存儲30天的存儲容量升級高清后可能只能存儲15天，甚至更少;

　　· 為了提升管理水平，加強管控力度，現(xiàn)在很多卷煙廠的監(jiān)控畫面需要上傳到中煙公司，物流中心的監(jiān)控畫面需要上傳到省/市專賣局，在帶寬相對緊張的廣域鏈路上如何更好的傳送帶寬翻倍的高清視頻呢;

　　· 高清的引入僅僅是為了滿足感官體驗的提升么?如何更好的使用高清畫面，使投入獲得更大的收益;

　　行業(yè)部分廠商依托在視頻編解碼、信令調(diào)度控制、IP存儲和網(wǎng)絡(luò)承載上的深厚技術(shù)積累，在產(chǎn)品研發(fā)、方案組合和實際項目實施中，較好的應(yīng)對了高清引入后的一系列挑戰(zhàn)，并協(xié)助煙草用戶在現(xiàn)有技術(shù)條件下最大程度的挖掘了高清圖像的使用價值。

　　NGN架構(gòu)提升系統(tǒng)容量

　　NGN架構(gòu)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)借鑒通信技術(shù)中“下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN，Next Generation Networks)”中的核心思想——交換與控制分離，從而規(guī)避了流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的瓶頸問題。

　　傳統(tǒng)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)能力受制于一個核心部件——流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，單臺流媒體服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)性能=該服務(wù)器接入的前端數(shù)量×單個前端的碼流，而服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)性能是恒定的，因此即便服務(wù)器接入的前端數(shù)量不變，當(dāng)單個前端的碼流提升時——從CIF到D1，從D1到720P，從720P到1080P，服務(wù)器不足以支撐原有數(shù)量的接入前端，從而導(dǎo)致了系統(tǒng)的擴容。

　　iVS監(jiān)控系統(tǒng)完全可不配置流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，前端直接出實況流和存儲流雙流，實況流和存儲流都是從前端直接通過IP網(wǎng)絡(luò)寫入顯示終端(客戶端/解碼器)和存儲設(shè)備，不經(jīng)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)，僅用作系統(tǒng)調(diào)度管理控制，這是交換/轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離(圖1)。

　　這種架構(gòu)的引入完全規(guī)避了流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)性能瓶頸的問題，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)性能僅取決于承載網(wǎng)絡(luò)的容量，而與服務(wù)器的性能完全無關(guān)，即便是全部部署1080P全高清前端，或者未來隨著清晰度的進一步提升，碼流增加至16Mb或20Mb，依然能夠保證單臺服務(wù)器系統(tǒng)5000前端的規(guī)模。

　　這種架構(gòu)的引入還帶來一個額外的好處，由于視頻流的轉(zhuǎn)發(fā)完全與服務(wù)器無關(guān)，因此系統(tǒng)平臺服務(wù)器宕機不會影響正常進行的實時查看和錄像存儲，整個系統(tǒng)可靠性大大增強。[nextpage]

　　數(shù)據(jù)生命周期管理降低存儲所需空間

　　由于碼流提升，同等時間長度下，高清視頻存儲空間大約是標(biāo)清視頻存儲空間的3~8倍，極大增加了高清系統(tǒng)部署的成本。同時錄像視頻數(shù)據(jù)價值隨著時間的增長線性降低，也就是說，隨著時間延伸，錄像數(shù)據(jù)中的無效數(shù)據(jù)就越多?；谶@種認知引入了在IT領(lǐng)域已經(jīng)非常成熟的“數(shù)據(jù)生命周期管理(ILM，Information Lifecycle Management)”的理念，通過正常滿幀存儲、I幀抽幀存儲、關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份等手段，大大降低了高清視頻數(shù)據(jù)的存儲空間，僅通過抽幀存儲就可以使錄像存儲空間下降到正常滿幀存儲所需空間的30%左右(圖2)。

　　此外監(jiān)控系統(tǒng)還可通過事件觸發(fā)存儲的方式降低高清監(jiān)控系統(tǒng)的存儲需求空間，如只存儲活動畫面，靜止畫面不存儲;只有報警觸發(fā)后視頻才進行錄像存儲，無報警的視頻畫面不予錄像等。

　　三碼流前端助力高清廣域聯(lián)網(wǎng)

　　隨著煙草行業(yè)信息化不斷的發(fā)展，安防水平不斷的提升，省中煙公司、省市煙草專賣局都需查看調(diào)閱下轄卷煙廠或物流中心的實時或歷史監(jiān)控圖像，視頻監(jiān)控系統(tǒng)廣域聯(lián)網(wǎng)、遠程圖像調(diào)閱逐步提上議事日程。但隨著高清系統(tǒng)部署，高清圖像在遠低于局域網(wǎng)帶寬水平的廣域網(wǎng)鏈路傳送成了大問題，由于廣域鏈路帶寬相對緊張，高清圖像在遠程查看很容易出現(xiàn)卡頓、馬賽克等現(xiàn)象，其圖像質(zhì)量甚至低于標(biāo)清圖像。

　　為支持高清圖像的遠程調(diào)閱，監(jiān)控系統(tǒng)中所采用的高清視頻前端(高清IPC和高清編碼器)可支持高清滿幀、高清抽幀、標(biāo)清滿幀三種碼流的同時發(fā)送。其中高清滿幀碼流可用于本地硬解大屏上墻，體現(xiàn)高品質(zhì)畫質(zhì);高清抽幀碼流可用于本地存儲，節(jié)約存儲空間;標(biāo)清滿幀碼流可用于廣域遠程查看，為上級單位提供流暢清晰的遠程畫面。

　　創(chuàng)新拼接全景監(jiān)控

　　在煙草園區(qū)全覆蓋監(jiān)控難度大。若部署多個槍機來進行多角度監(jiān)控，則空曠場地布點施工量大，立桿、布線、取電，大大增加了工程成本;而且多個槍機的多個畫面，會造成整體場景的割裂，對于監(jiān)控人員掌握整體狀況產(chǎn)生困擾，容易使部分重要信息被漏掉。若部署高速球型攝像機，則可以對場景內(nèi)每一個細節(jié)都查看到，但球機固有的監(jiān)控盲點問題導(dǎo)致除了當(dāng)前查看的場景外，畫面外的場景都成了死角，被忽略或遺漏，于錄像存儲尤其不利。

　　對于堆場這種大空間監(jiān)控，可采用多個高清槍式攝像機的畫面拼接出一幅180°的高清全景畫面。由于是通用槍機，可以選配合適的中焦高清鏡頭，即保證了沒有廣角鏡頭的魚眼變形，又可以保證相當(dāng)?shù)木吧?，實現(xiàn)大角度，大景深，真正的全景監(jiān)控。

　　三幅1080P@30fps的圖像拼接，使全景實際分辨率可達到5760×1080@30fps，即620萬像素，遠高于大部分全景攝像機的300萬像素，特別是由于30fps全幀活動畫面的拼接，畫面流暢度可以保證全畫幅30fps的全幀活動畫面，而不是某些全景攝像機的2048×1536@20fps或者4096×1536@8fps。那么在電子變焦實現(xiàn)局部放大ePTZ的時候，可以獲取更接近D1@25fps的效果，第一幅拼接大圖的上下兩排即為ePTZ的效果。

　　若配合使用一臺高清快速球機，使球機的云鏡控制和全景畫面聯(lián)動配合，即全景畫面上點擊哪里，球機就快速聚焦定位的哪里，實現(xiàn)光學(xué)變焦機械PTZ和電子變焦ePTZ的有機結(jié)合，能夠提供更清晰的畫面，最佳的全景監(jiān)控效果。[nextpage]

　　高清畫質(zhì)提高智能分析效率

　　圖像智能分析是近年來非常熱門的技術(shù)之一，很多園區(qū)采用智能分析提高監(jiān)控效率，降低工作強度。特別在卷煙廠如熏蒸殺蟲期間的煙葉醇化庫等場所，如專門部署入侵檢測系統(tǒng)來防止人員誤入，則成本太高，使用圖像智能分析中的虛擬周界是最佳解決方式。但是智能分析往往出現(xiàn)誤報與漏報現(xiàn)象，這也是智能分析技術(shù)尚未在煙草行業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)大規(guī)模推廣使用的重要原因之一。

　　智能分析的漏報與誤報，除了因為分析算法需要進一步改進提高之外，所分析圖像的清晰度與精細度不夠也是一個重要因素，一旦圖像的清晰度和精細度提高，智能分析程序所分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)精確度也會大幅提高，智能分析結(jié)果的準(zhǔn)確率自然也會大幅提高。

　　高清前端(高清IPC和高清編碼器)采用廣播級專用芯片，提供高畫質(zhì)效果的720P/1080P高清畫面。如在1080P全高清圖像采集呈現(xiàn)的情況下， 攝像機的水平分辨率可以超過1000線，高清前端還能通過曝光校正技術(shù)消除惡劣光照條件下的負面影響，提升圖像質(zhì)量。基于高品質(zhì)的圖像質(zhì)量，智能分析技術(shù)必將能在煙草園區(qū)得到廣泛而深入的應(yīng)用。

　　立足安防，助力煙草信息化建設(shè)

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)在煙草行業(yè)不僅是安防系統(tǒng)的重要組成部分，也是煙草生產(chǎn)銷售管理系統(tǒng)的重要組成部分。如卷煙廠中的生產(chǎn)流程、工藝的實時監(jiān)控調(diào)度管理，或者是物流中心里配合“一打兩掃”的圖像輔助留證。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可結(jié)合靈活的用戶管理，將監(jiān)控系統(tǒng)可以劃分給不同部門，不同目的的應(yīng)用使用，多種應(yīng)用，統(tǒng)一管理維護，最大限度的利用資源，降低成本，而無需為了安防和生產(chǎn)管理多種目的建設(shè)多套監(jiān)控系統(tǒng)(圖5)。

　　基于一套iVS系統(tǒng)為煙草企業(yè)部署不同的監(jiān)控中心，其中安防監(jiān)控中心負責(zé)安防相關(guān)的攝像機實時圖像和相關(guān)錄像查看、調(diào)用和處理，而生產(chǎn)監(jiān)控中心則負責(zé)非安防相關(guān)權(quán)限內(nèi)的實時圖像和相關(guān)錄像查看、調(diào)用和處理。兩個監(jiān)控中心互相獨立，共用一套基礎(chǔ)監(jiān)控系統(tǒng)。

　　結(jié)語

　　對于煙草行業(yè)的視頻監(jiān)控來說，高清是一個系統(tǒng)解決方案，不僅僅是一個高清攝像機就可以代表的，真正的高清監(jiān)控，需要從整個監(jiān)控系統(tǒng)考慮高清。由于視頻信息量的倍增，必將對視頻編碼、傳輸、存儲系統(tǒng)帶來更大的沖擊，高清會帶來整個產(chǎn)業(yè)鏈中對計算、傳輸、交換、存儲的需求增長和技術(shù)變革。高清，也將給煙草行業(yè)的視頻監(jiān)控帶來巨大的變化。