安防數(shù)字化已經(jīng)成為全球不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢，數(shù)字監(jiān)控也隨之成為行業(yè)內(nèi)的熱點(diǎn)關(guān)注話題。為了讓業(yè)內(nèi)人士對(duì)數(shù)字監(jiān)控有一個(gè)更加全面的認(rèn)識(shí)和了解，在本期的“數(shù)字監(jiān)控專欄”中，我們特邀請(qǐng)到好望角視頻科技（中國）有限公司的副總裁王海剛，以及北京兆維泰奇科技有限公司技術(shù)總監(jiān)沈宇楓，兩位專家分別從數(shù)位監(jiān)控系統(tǒng)的市場應(yīng)用以及技術(shù)角度闡述了目前數(shù)位監(jiān)控領(lǐng)域存在的一些問題以及解決方法等。同時(shí)，也歡迎業(yè)內(nèi)人士積極參與我們的欄目，借助A&S《安全自動(dòng)化》平臺(tái)來各抒己見。
Q：目前，很多監(jiān)控系統(tǒng)中都存在著數(shù)模結(jié)合的狀況，產(chǎn)生這種狀況的根本原因是什么？\r\nA：數(shù)字監(jiān)控代表了技術(shù)的發(fā)展方向，是一種基于新的數(shù)字化圖像技術(shù)的產(chǎn)品，它很好地解決了圖像存儲(chǔ)、傳送、檢索等方面的問題。但目前的監(jiān)控應(yīng)用模式還保留在傳統(tǒng)的形態(tài)上，表現(xiàn)在集中監(jiān)控、統(tǒng)一控制，只是發(fā)揮單純的監(jiān)視作用，而沒有與生產(chǎn)效率、節(jié)省成本等高級(jí)應(yīng)用結(jié)合起來，這導(dǎo)致數(shù)字監(jiān)控的優(yōu)勢沒有充分發(fā)揮出來。另一方面，模擬監(jiān)控經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，在技術(shù)、產(chǎn)品、成本方面都有很好的優(yōu)勢，因此當(dāng)前階段數(shù)模結(jié)合的監(jiān)控應(yīng)用可以把兩方面的優(yōu)勢結(jié)合起來。但是，隨著深層次需求、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求的提升，數(shù)字監(jiān)控尤其是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，將會(huì)取得迅猛進(jìn)展。\r\n\r\nQ：采用數(shù)模結(jié)合的監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)用戶和工程商來說，具有哪些方面的優(yōu)勢？\r\nA:·投資成本方面，可以保持一個(gè)相對(duì)好的性價(jià)比；\r\n·保持了向高級(jí)應(yīng)用發(fā)展和向智能化應(yīng)用過渡的 手段；\r\n·改善管理應(yīng)用模式；\r\n·工程商可提供出更個(gè)性化的應(yīng)用方案，適合于 不同的客戶；\r\n·改善工程成本結(jié)構(gòu)，提高項(xiàng)目附加值；\r\n·有助于與通信產(chǎn)品的統(tǒng)一，減少通信、信息設(shè) 備投資。\r\n\r\nQ：如何實(shí)現(xiàn)模擬監(jiān)控系統(tǒng)與數(shù)字監(jiān)控的完美結(jié)合？\r\nA：數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品的出現(xiàn)是技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，是一種推動(dòng)力；用戶應(yīng)用模式和方法決定了產(chǎn)品的適應(yīng)性，是一種拉力。數(shù)模監(jiān)控產(chǎn)品有各自的優(yōu)勢與特點(diǎn)，讓二者完美結(jié)合的關(guān)鍵是發(fā)揮出二者的優(yōu)勢，而不是用一種產(chǎn)品或技術(shù)取代另一種，至少，在目前情況下，取代是不可能的，但利用數(shù)字監(jiān)控的優(yōu)勢擴(kuò)展監(jiān)控應(yīng)用的增值可應(yīng)用模式，如數(shù)字監(jiān)控在圖像識(shí)別方面的應(yīng)用，才是結(jié)合的上策。\r\n傳統(tǒng)CCTV與數(shù)字監(jiān)控結(jié)合在技術(shù)上不存在難題，更多的難題是數(shù)字監(jiān)控在功能上的完善、通訊成本、管理模式、應(yīng)用規(guī)范等方面的問題，這些問題需要廠商、用戶兩方面努力；另外一個(gè)問題是在數(shù)字監(jiān)控領(lǐng)域缺少更廣泛的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以及跨行業(yè)和領(lǐng)域的規(guī)范定義，如通訊行業(yè)與安防應(yīng)用的關(guān)系等。\r\n\r\nQ：目前，中國正在開展的“平安城市”建設(shè)對(duì)于數(shù)字監(jiān)控的發(fā)展及應(yīng)用是否會(huì)產(chǎn)生影響？\r\nA：“平安城市”建設(shè)項(xiàng)目的落實(shí)執(zhí)行，將大大促進(jìn)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用，并更好地展現(xiàn)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)強(qiáng)大的生命力。例如，國內(nèi)正在開展的城市報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目，其建設(shè)規(guī)模對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)來講將是空前的，它必將對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用產(chǎn)生強(qiáng)勁的推動(dòng)作用。以前，由于技術(shù)和投資的限制，在一個(gè)城市內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)是不可想象的?，F(xiàn)在，由于IP視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，為大規(guī)模、大范圍建設(shè)城市監(jiān)控項(xiàng)目帶來可能。\r\nIP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以讓用戶從網(wǎng)絡(luò)上的任何節(jié)點(diǎn)、任何時(shí)間對(duì)任何地點(diǎn)的任何對(duì)象實(shí)施實(shí)時(shí)圖像監(jiān)控。IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控應(yīng)用形成IP視頻流，它在有線或無線IP網(wǎng)絡(luò)中傳送，網(wǎng)絡(luò)有多大，就能將監(jiān)控圖像和視頻錄像做到多大的范圍，而且IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集成也是十分方便的，它克服了傳統(tǒng)CCTV系統(tǒng)兼容性差的弱點(diǎn)，能夠?yàn)橛脩魪脑S多不同供應(yīng)商那里，挑出“最適合類型”的產(chǎn)品與服務(wù)組和起來，來實(shí)現(xiàn)一個(gè)比傳統(tǒng)CCTV系統(tǒng)更大規(guī)模和更靈活的安全系統(tǒng)。\r\n有清晰的跡象表明：以IP為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，未來將占據(jù)統(tǒng)治地位，IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可讓攝像機(jī)的圖像信號(hào)直接進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò)，與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用集成，用戶能在很遠(yuǎn)的地方裝好攝像機(jī)，并通過Internet（有線/無線）網(wǎng)絡(luò)觀看、存儲(chǔ)、分析其它位置或多處位置上現(xiàn)場視頻。無論是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)還是連接到視頻服務(wù)器上的模擬攝像機(jī)，或者一個(gè)系統(tǒng)中兩種類型的攝像機(jī)都存在，IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)都能夠很好地兼容并發(fā)揮強(qiáng)大的管理作用，既減少成本又提高安全性。從某種程度上可以說，IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控正在取代傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)，并將在全國城市報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)項(xiàng)目上發(fā)揮巨大作用。\r\n\r\nQ：未來，哪些領(lǐng)域?qū)?shù)位監(jiān)控的需求最為強(qiáng)勁？為什么？\r\nA：以IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控為例，由于IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)自身的可升級(jí)性及其它優(yōu)點(diǎn)，這種已經(jīng)確立的、潛力巨大的技術(shù)，既適用于提升或升級(jí)現(xiàn)有監(jiān)控狀況及遠(yuǎn)程監(jiān)控，也可以介入許多垂直市場中全新的應(yīng)用，在智能交通、政府安全、能源生產(chǎn)、公共安全、物流管理、園區(qū)管理、零售市場、無人值守機(jī)房等方面都會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的需求，其主要應(yīng)用領(lǐng)域如下：\r\n·教育：對(duì)學(xué)校操場、走廊、大廳、教室及辦公樓的安全進(jìn)行監(jiān)視；\r\n·運(yùn)輸：對(duì)火車站、軌道、高速路、機(jī)場遠(yuǎn)程監(jiān)視；\r\n·銀行：主要大街銀行、分支儲(chǔ)蓄所、全部ATM的傳統(tǒng)安全保障；\r\n·政府：實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控，能與原有及新介入的訪問控制系統(tǒng)集成；\r\n·零售：安全性遠(yuǎn)程監(jiān)控，使商店管理更容易、更見效；\r\n·工業(yè)：監(jiān)視生產(chǎn)過程、后勤系統(tǒng)、倉庫及存貨管理系統(tǒng)；\r\n·醫(yī)療：門急診應(yīng)急指揮、手術(shù)轉(zhuǎn)播、示范教學(xué)、遠(yuǎn)程會(huì)診；\r\n·物流：港口、機(jī)場、物流中心等區(qū)域內(nèi)的車輛、集裝箱、貨物、人流監(jiān)控。\r\n\r\nQ：一個(gè)2000個(gè)攝像機(jī)的監(jiān)控項(xiàng)目，需要多大的網(wǎng)絡(luò)帶寬才能滿足要求？\r\nA：2000個(gè)監(jiān)控點(diǎn)確實(shí)是一個(gè)不小的項(xiàng)目，但是很有趣，實(shí)際上攝像機(jī)的數(shù)量與網(wǎng)絡(luò)帶寬關(guān)系并不大，而后端的監(jiān)視器、監(jiān)控PC、集中式錄像的數(shù)量對(duì)帶寬計(jì)算的影響反而比較大。 前端攝像機(jī)雖然接入網(wǎng)絡(luò)，但如果不在后端進(jìn)行調(diào)看、錄像、回放等操作，再多的攝像機(jī)也不會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)流量，因此，后端所有并發(fā)調(diào)用的視頻流就是我們設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)帶寬時(shí)要考慮的最關(guān)鍵因素。另外一個(gè)值得注意的問題是，在目前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中基本上都是對(duì)稱的全雙工傳輸，而網(wǎng)絡(luò)速率的標(biāo)注都是指明單向傳輸?shù)乃俾?，例?00M以太網(wǎng)的上下行鏈路各有100M理論帶寬，所以計(jì)算帶寬時(shí)除了流量還要注意區(qū)分流向，只需要按上下行流量中較大的一個(gè)計(jì)算帶寬就可以了。\r\n\r\nQ：采用組播方式傳輸視頻流，有什么需要注意的地方嗎？\r\nA：組播是比較高效的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸方式，在大型監(jiān)控系統(tǒng)里常常需要用到，但是組播的實(shí)現(xiàn)也相對(duì)復(fù)雜，所以真正應(yīng)用的比例并不高。首先，必須明確一點(diǎn)，組播是基于路由技術(shù)的，僅僅靠支持IGMP Snooping的交換機(jī)并不能構(gòu)建組播網(wǎng)絡(luò)，路由設(shè)備才是組播網(wǎng)絡(luò)的骨干，在純交換結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中是不能實(shí)現(xiàn)組播的；其次，所有涉及組播的交換機(jī)必須支持IGMP Snooping，否則會(huì)演變成廣播風(fēng)暴，而且IGMP Snooping對(duì)交換機(jī)的壓力比較大，在設(shè)備選型時(shí)應(yīng)充分考慮這一點(diǎn)；再者，錄像回放是很難用組播來實(shí)現(xiàn)的，不同的用戶一般不可能同步查看一段錄像，這與實(shí)時(shí)視頻源有很大不同，所以在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的時(shí)候要認(rèn)真計(jì)算錄像回放可能產(chǎn)生的大量單播流量。\r\n\r\nQ：到底什么樣的QoS技術(shù)才能保障視頻流的傳輸？\r\nA：在國內(nèi)，安防網(wǎng)絡(luò)基本上都是采用以太網(wǎng)技術(shù)，以太網(wǎng)從研發(fā)之初就抱著用充足的帶寬來避免復(fù)雜的管理的指導(dǎo)思想，所以至今以太網(wǎng)在QoS上也沒有太大的進(jìn)步。總的來說，市場上的監(jiān)控產(chǎn)品在IP QoS上都采用DiffServ體系，在第二層上則支持802.1 p，用戶并沒有太大的選擇余地。因此，在具體設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該注意三個(gè)問題：第一，QoS只能控制“上路車輛的數(shù)量，卻不能拓寬道路”，所以對(duì)于必須確保傳輸?shù)囊曨l流一定要提供足夠的帶寬，絕對(duì)不可以拿QoS當(dāng)作帶寬倍增器；第二，QoS必須端到端的實(shí)現(xiàn)，編解碼器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、應(yīng)用軟件，所有的傳輸參與者都必須納入到一個(gè)QoS體系里，否則QoS就是無效的；第三，控制指令的優(yōu)先級(jí)要比視頻流的高，再關(guān)鍵的視頻流也不能超越控制指令，否則可能造成系統(tǒng)失控。\r\n\r\nQ：分布式存儲(chǔ)或者集中式存儲(chǔ)應(yīng)該如何選擇？\r\nA：錄像存儲(chǔ)主要有兩種模式，一種是視頻編碼后不通過網(wǎng)絡(luò)本地存儲(chǔ)，錄像都分布在前端，還有一種是視頻編碼后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行募写鎯?chǔ)。拋開管理上的些許差異，兩者之間最大的差異是是否依賴于網(wǎng)絡(luò)。分布式存儲(chǔ)不依賴于網(wǎng)絡(luò)，錄像時(shí)不產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)流量，網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)也不會(huì)影響錄像和本地回放。集中式存儲(chǔ)依賴于網(wǎng)絡(luò)，如果大量采用，會(huì)產(chǎn)生驚人的網(wǎng)絡(luò)流量，是實(shí)時(shí)監(jiān)控所產(chǎn)生的流量遠(yuǎn)不能及的，而且一旦網(wǎng)絡(luò)中斷，錄像也就隨之中斷。通常情況下建議結(jié)合使用兩種方式，常規(guī)的循環(huán)錄像采用分布式存儲(chǔ)，這樣不僅能保證常規(guī)錄像的連貫性，也不會(huì)帶來額外的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷；事件錄像、報(bào)警錄像可以采用集中式存儲(chǔ)，這樣便于管理和調(diào)閱，而且不會(huì)增加太多網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。\r\n\r\nQ：如果網(wǎng)絡(luò)帶寬或存儲(chǔ)容量有限，那么畫面清晰度和連貫性如何取舍？\r\nA：如果網(wǎng)絡(luò)帶寬有限或者希望減少存儲(chǔ)容量，通常來說都以會(huì)犧牲圖像連貫性來保證畫面的清晰度。相比連貫性，清晰的圖像更加有利于對(duì)畫面的認(rèn)知和對(duì)目標(biāo)的辨識(shí)。常見的存儲(chǔ)策略是：常規(guī)錄像采用較低的幀率，例如6fps，報(bào)警錄像的時(shí)候才采用全幀率25fps，保存一段時(shí)間以后，常規(guī)錄像的幀率還可以降得更低，比如1~2fps，以進(jìn)一步節(jié)約存儲(chǔ)空間。\r\n\r\nQ：MPEG2、MPEG4、H.264、Wavelet等不同的編碼算法應(yīng)該如何選擇？\r\nA：衡量某種編碼算法是否適合于數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，最重要的是看它是否能夠滿足數(shù)字監(jiān)控的功能需求。數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)一個(gè)典型的應(yīng)用場景是，同一路編碼器往往根據(jù)不同的后端要求，有不同的分辨率和幀率，比如在大屏幕上觀看需要4CIF/25fps，在電腦上看只需要CIF/12fps，常規(guī)錄像要求4CIF/6fps，移動(dòng)終端要求QCIF/1fps，也就是說數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)編碼算法的要求是，無論在空間壓縮、還是在時(shí)間壓縮上都需要有很強(qiáng)的可伸縮性。作為流媒體、通信等行業(yè)開發(fā)的MPEGx和H.26x算法在這方面表現(xiàn)不如人意，MPEG組織也充分意識(shí)到這個(gè)問題，所以可伸縮性編碼算法目前是MPEG組織最熱衷的研究方向。相比較而言，Wavelet是目前唯一能夠滿足這種應(yīng)用要求的算法，這也就是為什么近幾年紐約地鐵、巴黎地鐵、倫敦希思羅機(jī)場等超大規(guī)模的高端監(jiān)控項(xiàng)目紛紛選擇Wavelet的原因。\r\n\r\nQ：數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)和門禁、防范報(bào)警等其他系統(tǒng)怎么整合？\r\nA：如今用戶不再滿足于建設(shè)獨(dú)立的門禁、防范報(bào)警和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，更要求這些系統(tǒng)能夠完美地融合在一起，發(fā)揮出1+1+1>3的作用。但是從現(xiàn)實(shí)狀況上來看，門禁控制、防范報(bào)警和視頻監(jiān)控系統(tǒng)之間具有相當(dāng)?shù)牟町愋院头忾]性，而且對(duì)于用戶來說，往往出于技術(shù)、商務(wù)等多方面因素的考慮，在系統(tǒng)建設(shè)時(shí)選擇了不同廠商的產(chǎn)品。這時(shí)候，構(gòu)建一個(gè)開放式的安防系統(tǒng)集成平臺(tái)就顯得尤為重要。在這方面，應(yīng)該采用松耦合模式，即非跨子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯都在各個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)，只有跨子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯才在集成平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，在各個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)基礎(chǔ)之上進(jìn)行集成。這類平臺(tái)既能夠充分發(fā)揮各子系統(tǒng)的優(yōu)勢，也能體現(xiàn)集成系統(tǒng)的強(qiáng)大，尤其是對(duì)于想把已建成的各子系統(tǒng)集成起來的用戶，這種方式往往就是比較好的選擇。\r\n\r\nQ：為什么說智能化是視頻監(jiān)控發(fā)展的必由之路？\r\nA：目前絕大多數(shù)的視頻監(jiān)控都是依賴值班人員的被動(dòng)式管理而運(yùn)行，沒有主動(dòng)應(yīng)對(duì)的能力，但是研究表明，一個(gè)人在同時(shí)監(jiān)視兩個(gè)畫面20分鐘后，由于生理疲勞，會(huì)喪失原有95%的反應(yīng)能力，這就說明了通過人來監(jiān)視的運(yùn)行模式是行不通的。而且現(xiàn)在的監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模越來越大，越來越不可能靠人去監(jiān)視如此之多的畫面，系統(tǒng)有效性也越來越低。解決這個(gè)難題的辦法是讓計(jì)算機(jī)對(duì)監(jiān)控圖像進(jìn)行預(yù)先分析，只把可能有情況發(fā)生的畫面提交給值班人員處理，讓值班人員把精力集中在處理關(guān)鍵事務(wù)上。\r\n最簡單的一類圖像分析軟件是用來做系統(tǒng)維護(hù)的，比如能夠自動(dòng)監(jiān)測攝像機(jī)信號(hào)中斷、信噪比太低、圖像模糊、過度曝光、鏡頭被遮擋等情況，這樣就把值班人員從人工巡檢中解放出來，而且能夠更加及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題。更復(fù)雜的圖像分析軟件功能則非常多，比如可以設(shè)定虛擬的警戒線、警戒區(qū)域，一旦有人、車穿越、進(jìn)入、離開、停留等就會(huì)報(bào)警，還可以偵測是不是有被遺棄的物品，或者防止重要物品被拿走，統(tǒng)計(jì)人群密度，計(jì)算車流量等等。隨著圖像分析軟件的不斷豐富完善，充分運(yùn)用這些軟件就可以構(gòu)造出一個(gè)智能化、主動(dòng)化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
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