如今的安防監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不僅僅是復(fù)雜的布線走光纖的模擬監(jiān)控系統(tǒng)了，而是更多地依賴于網(wǎng)絡(luò)化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的需求也越來越熱。再加上龐大的系統(tǒng)架構(gòu)使模擬監(jiān)控難以滿足用戶的需求，因此，IP化的趨勢將不可阻擋。

    IP 監(jiān)控系統(tǒng)越來越熱，一方面是越來越大的市場規(guī)模，另一方面是監(jiān)控系統(tǒng)與計算機、網(wǎng)絡(luò)、交換、存儲等技術(shù)越來越密切的聯(lián)動關(guān)系，計算機、網(wǎng)絡(luò)、存儲、交換、芯片的每個革新都會給IP監(jiān)控系統(tǒng)帶來新的機會和挑戰(zhàn)，不論是舊項目改造還是新項目建設(shè)，越來越多的人開始考慮并實施部署IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)。模擬監(jiān)控到IP視頻的過渡，你準備好了嗎？

    讓我們先來看看監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的歷程。

    早期的監(jiān)控系統(tǒng)叫CCTV,即閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，是第一代，設(shè)備主要構(gòu)成是模擬攝像機、畫面分割器、視頻線纜、矩陣、鍵盤及錄像設(shè)備VCR。CCTV系統(tǒng)與計算機及網(wǎng)絡(luò)無關(guān)，即使后期可以利用計算機進行GUI操作及增加了矩陣聯(lián)網(wǎng)功能，但是，核心技術(shù)還是模擬切換。

    第二代的DVR產(chǎn)品的出現(xiàn)讓人們眼前一亮，DVR采用數(shù)字化視頻圖像處理方式，并應(yīng)用了計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，視頻存儲在硬盤上，可以利用網(wǎng)絡(luò)進行遠程管理。但是，其主要應(yīng)用還是配合矩陣實現(xiàn)數(shù)字化圖像存儲，有人稱此架構(gòu)為模數(shù)混合結(jié)構(gòu)，因為矩陣實現(xiàn)切換和控制，DVR取代VCR實現(xiàn)了錄像功能。

    IP攝像機、編碼器及NVR的出現(xiàn)讓人們進入全IP數(shù)字視頻時代，我們稱之為第三代，傳統(tǒng)的視頻矩陣被網(wǎng)絡(luò)和軟件取代，稱為虛擬矩陣；攝像機的視頻圖像就近轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號上傳到網(wǎng)絡(luò)（不需要像DVR那樣所有視頻需要連接到DVR的BNC接入）；大容量存儲設(shè)備取代DVR內(nèi)部有限的硬盤容量；智能視頻分析功能內(nèi)置到IP攝像機或編碼器中；跨建筑、跨區(qū)域甚至跨城市的視頻聯(lián)網(wǎng)因網(wǎng)絡(luò)而輕松實現(xiàn)。

模擬矩陣系統(tǒng)的優(yōu)缺點
1、穩(wěn)定性，技術(shù)成熟
    模擬時代，核心產(chǎn)品是矩陣，矩陣的誕生到目前有幾十年的歷史了，是視頻監(jiān)控中最重要的角色，另外由于模擬設(shè)備自身的特點，矩陣的穩(wěn)定性得到了充分驗證和認可，并且多年來的習(xí)慣讓人們對矩陣非常偏愛，人們甚至難以接受其退出歷史的舞臺。

2、安裝、維護簡單
    模擬矩陣時代，是視頻監(jiān)控的“工人”時代，按照接線圖紙，工人完全可以安裝調(diào)試矩陣及后期維護，就像DVD和家庭電視機連接一樣，進行相應(yīng)的線纜連接后，矩陣上電就可以工作。維護人員不需要太多的計算機、網(wǎng)絡(luò)、存儲等方面的知識儲備。

3、擴展難
    模擬矩陣本身的特性決定其必然采用核心匯集的架構(gòu)，系統(tǒng)的所有視頻、控制統(tǒng)統(tǒng)需要連接矩陣所在的控制中心，矩陣本身采用CPU+視頻擴展卡機箱的方式。系統(tǒng)擴展通常采用的方式是增加機箱和板卡，在空間、容量上均受到限制。并且在擴展時必須增加硬件設(shè)備——因此其在升級性，擴展性方面做得很不好。[nextpage]

4、聯(lián)網(wǎng)弱
    視頻矩陣經(jīng)常遇到聯(lián)網(wǎng)需求，而要實現(xiàn)矩陣聯(lián)網(wǎng)，通常對視頻進行輸入輸出卡級聯(lián)，控制采用串口級聯(lián)方式，需要大量的同軸線纜、光纖及光端機設(shè)備，成本高并且有距離限制，聯(lián)網(wǎng)后的矩陣也有一定的功能限制。

IP監(jiān)控的基本概念
    IP監(jiān)控是以IP攝像機及編碼器為硬件核心設(shè)備，視頻信號從前端便被編碼壓縮，并以網(wǎng)絡(luò)為傳輸載體，基于TCP/IP協(xié)議，采用流媒體技術(shù)實現(xiàn)視頻在網(wǎng)上傳輸，并通過網(wǎng)絡(luò)及軟件來實現(xiàn)對整個監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)用、存儲、控制等功能。IP監(jiān)控系統(tǒng)具有前端一體化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、處理數(shù)字化、管理智能化及系統(tǒng)集成化的特點，能夠滿足大容量、大跨度的應(yīng)用需求。

    目前的IP監(jiān)控系統(tǒng)有三類，一類是以DVR為主要設(shè)備的架構(gòu)；二類是以編碼器為核心硬件設(shè)備+NVR的架構(gòu)；三類是以IP攝像機+NVR為核心的架構(gòu)。當(dāng)然，以上三類不是絕對的，可以是各種設(shè)備的混合體，也就是說一個系統(tǒng)中可以并存DVR/NVR、IP攝像機、編碼器等，當(dāng)然不論哪種架構(gòu)，還需要有平臺軟件的支持。行業(yè)有觀點認為只有純IP攝像機+軟件的系統(tǒng)才是IP監(jiān)控，嚴格意義上講是這樣的，因為無論DVR還是編碼器架構(gòu)，都有模擬信號接入，但是個人認為，如果是全DVR聯(lián)網(wǎng)或編碼器+NVR的架構(gòu)，主要數(shù)據(jù)流還是基于IP的路由上傳輸、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)，因此也是IP監(jiān)控系統(tǒng)了，這也是本文討論的。

IP監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)點
1、視頻壓縮編碼
    視頻壓縮的目的是在盡可能保證視覺效果的前提下減少視頻數(shù)據(jù)量。由于視頻是連續(xù)的靜態(tài)圖像，因此其壓縮編碼算法與靜態(tài)圖像的壓縮編碼算法有某些共同之處，但是運動的視頻還有其自身的特性，因此需要考慮幀間相關(guān)冗余性來獲得更大壓縮率。目前的壓縮方式主流是MPEG-4，而H.264因為更好的表現(xiàn)而逐漸為各個廠家爭先采用。真正的H.264壓縮算法并不簡單，可以實現(xiàn)低碼流高清晰度。H.264算法本身就由很多小項組成，如果嚴格按照標(biāo)準，處理器很難處理過來，因此，各家都是根據(jù)自身情況進行優(yōu)化及選擇性開發(fā)。

2、圖像清晰度
    圖像清晰度是最直觀的指標(biāo)，是不同產(chǎn)品編碼壓縮技術(shù)的一個直接考量。實際上，脫離了碼流限定而對比清晰度跟脫離了光圈孔徑而比較攝像機照度一樣沒有意義。通常，對于CIF分辨率，碼流可以設(shè)定在512K比較，對于4CIF分辨率，可以設(shè)定在1.5M來比較。對于一般場所，4CIF的分辨率基本能夠滿足監(jiān)控需求，其實際效果與500線左右模擬攝像機的清晰度是相當(dāng)?shù)?。近年來百萬高清攝像機越來越熱，而百萬高清攝像機的確可以突破傳統(tǒng)模擬攝像機的技術(shù)限制，給我們更多的細節(jié)和更大的視野，但是也帶來更高的網(wǎng)絡(luò)帶寬及存儲空間的需求。因此，在項目中根據(jù)特定場所部署一定的百萬像素攝像機可以給用戶帶來全新技術(shù)體驗和價值。

3、系統(tǒng)的升級、擴容
    IP監(jiān)控系統(tǒng)是完全開放的、基于網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，那么，對于存儲設(shè)備、管理軟件，部署在哪里已經(jīng)不重要，只有前端攝像機等視頻采集設(shè)備根據(jù)需求現(xiàn)場部署，其他設(shè)備理論上在網(wǎng)絡(luò)上任何節(jié)點都可以。相對于模擬系統(tǒng)硬件的核心矩陣，IP監(jiān)控不再有硬件的核心設(shè)備，取代之的是網(wǎng)絡(luò)和軟體。那么，對于系統(tǒng)的升級、擴容將會少了很多束縛。

4、系統(tǒng)穩(wěn)定性
    數(shù)字視頻的很大一個應(yīng)用仍然是實時觀看和事后調(diào)查，而不穩(wěn)定的系統(tǒng)將為客戶帶來巨大隱患，沒人知道系統(tǒng)癱瘓時正好會發(fā)生什么大事情，而對于DVR,薄弱環(huán)節(jié)在硬盤；對于NVR，薄弱環(huán)節(jié)在網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器，因此，歸根到底，薄弱環(huán)節(jié)還是在計算機操作系統(tǒng)及硬盤存儲系統(tǒng)，既然IP數(shù)字視頻依附于電腦及硬盤，因此合理規(guī)劃系統(tǒng)及適當(dāng)冗余是好的辦法，當(dāng)然，對于DVR及編碼器，還是應(yīng)該選擇穩(wěn)定性強的單體設(shè)備。[nextpage]

5、視頻分析
    視頻分析技術(shù)來源于計算機視覺，它能夠在圖像及圖像描述之間建立映射關(guān)系，從而使計算機能夠通過圖像處理和分析來理解畫面中的內(nèi)容，其實質(zhì)是“自動分析和抽取視頻源中的關(guān)鍵信息”。智能視頻監(jiān)控將大量的、枯燥的視頻圖像分析工作交給編碼器或計算機，將保安人員從傳統(tǒng)的監(jiān)控任務(wù)中解脫出來，系統(tǒng)自動探測跟蹤并觸發(fā)報警，保安人員只需要進行錄像查看，確認警情并聯(lián)絡(luò)相關(guān)部門采取措施。IP視頻技術(shù)將視頻分析的實現(xiàn)成為可能。

6、網(wǎng)絡(luò)功能
    網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字視頻系統(tǒng)建設(shè)的最大瓶頸和最需要考慮的環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡(luò)是高速公路，視頻是車，當(dāng)然路越寬越好，但這是不可能的，因此，根據(jù)車的流量設(shè)計路是必須的。視頻流的主要部分是存儲，存儲基本是始終進行的，而監(jiān)控可能是隨機的，因此在規(guī)劃時必須明確存儲服務(wù)器、監(jiān)控終端在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的位置，進而明確主要監(jiān)控流、存儲流，來設(shè)計網(wǎng)絡(luò)帶寬分配。對于NVR及DVR，雙碼流是不錯的功能，可以平衡存儲及遠程傳輸?shù)拿?，雙碼流技術(shù)的實現(xiàn)有雙處理器及高頻處理器兩種。

IP監(jiān)控的未來
1、標(biāo)準化
    目前各家的編碼器解碼器不能互聯(lián)互通，就算相互配合二次開發(fā)，也帶給業(yè)主及集成商很大的麻煩，為系統(tǒng)設(shè)計及擴容帶來不便，而將來的編解碼設(shè)備將會實現(xiàn)真正的標(biāo)準化，像交換機一樣，標(biāo)準機架安裝，統(tǒng)一壓縮算法，廠家比拼的將是服務(wù)和品牌。

2、軟件化
    當(dāng)硬件設(shè)備標(biāo)準化后，系統(tǒng)的真正主導(dǎo)是軟件平臺，廠家開始重視軟件的開發(fā)，甚至可能出現(xiàn)專業(yè)的軟件平臺開發(fā)商，在該平臺上，各個主流廠家的設(shè)備均兼容。普通用戶需要使用視頻監(jiān)控軟件進行日常的監(jiān)控功能應(yīng)用，系統(tǒng)管理員更需要使用視頻監(jiān)控軟件對監(jiān)控系統(tǒng)中所有的硬件軟件資源進行全面的管理和維護，可以說，視頻監(jiān)控軟件是第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心。

3、智能化
    目前的智能分析系統(tǒng)，前景美好，但技術(shù)還不成熟并且成本高，有點像早期的安防市場，只有幾家具有核心技術(shù)，當(dāng)其他各個廠家覺醒的時候，就是視頻分析系統(tǒng)走向成熟并推廣普及的時候。實際上，視頻分析技術(shù)確實已經(jīng)從概念、從實驗室、從歐美應(yīng)用進入了中國。在主要廠家苦練內(nèi)功、沉淀經(jīng)驗、培育市場中得知，智能時代真的來啦。

4、高清化
    我們來看看我們身邊的高清電視中“高清”的定義，據(jù)了解，高清視頻目前支持1280×720逐行掃描、1920×1080隔行掃描、1920×1080逐行掃描三種顯示模式。那么意味著，高清攝像機不一定達到百萬像素，但是，百萬像素攝像機一定是高清了。事實上，目前行業(yè)主流說法是，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機是指能按大于12FPS 連續(xù)采集最大分辨率大于720P(1280×720)的攝像機。

5、開放化
    開放的本意是一個系統(tǒng)可以與行業(yè)其他系統(tǒng)一起工作，通過各種方式連接、集成、共享，這樣可以給用戶未來擴容、集成、升級帶來很多便利性而不是增加成本。問題是，可以與多少個其他廠商的系統(tǒng)工作算是開放呢，另外，通過何種方式，什么代價，如何評價，理論上任何兩家系統(tǒng)都可以通過某種方式工作的。[nextpage]

過渡，模擬到IP
    目前，受益于整體安防監(jiān)控市場的強勁需求，模擬監(jiān)控的份額似乎并未下滑，但另一方面，明顯看到IP視頻產(chǎn)品的迅速增長。實際上，背后的這個剪刀差早已經(jīng)形成，那么，有一天，當(dāng)發(fā)生量變到質(zhì)變，我們會發(fā)現(xiàn)，IP視頻時代來啦。

1、模擬到IP的障礙
    任何新事物的出現(xiàn)，必然受到舊勢力的抵抗，IP監(jiān)控也不例外。廠商抵制它，因為模擬時代他們付出了大量的研發(fā)及市場精力；集成商抵制，因為新技術(shù)新產(chǎn)品需要培訓(xùn)客戶培訓(xùn)員工；用戶抵制，用戶習(xí)慣讓他們認為模擬系統(tǒng)已經(jīng)足夠好。

    這很正常，對于任何一種新技術(shù)來講，從其出現(xiàn)到廣泛應(yīng)用，都必然會經(jīng)歷一個市場教育階段。新有的技術(shù)越是復(fù)雜，原有的技術(shù)和商業(yè)模型越是根深蒂固，那么這個市場教育階段持續(xù)的時間就會越長。

2、模擬到IP的成本
    成本是任何建設(shè)項目必須考慮的因素，新技術(shù)可以給客戶帶來更高的收益，但是成本很重要。模擬與IP，“誰的成本更高”，這是個無解的問題。必須針對項目具體情況的比較才有意義。模擬監(jiān)控系統(tǒng)的核心在矩陣，矩陣及線纜成本占很大比例；IP監(jiān)控的核心在編碼器、DVR、網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器成本，而對于攝像機前端設(shè)備，客觀講，差別不大。IP監(jiān)控解決方案可以采用開放的、標(biāo)準化的網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器和存儲設(shè)備，這使得用戶有更多地選擇。

3、模擬到IP的實施
    模擬到IP過渡的具體實施，其實是個非常復(fù)雜的工作。既然是過渡，肯定是原有系統(tǒng)建成的基礎(chǔ)上，進行升級、擴容和擴建。那么根據(jù)實際，可能遇到多種情況，如原有的系統(tǒng)是全模擬系統(tǒng)，或模擬矩陣+DVR，或原有一期系統(tǒng)為模擬，二期擴建實現(xiàn)全IP并與一期整合等，本文處以原系統(tǒng)為模擬矩陣+DVR結(jié)構(gòu)為例，淺議如何從模擬過渡到IP，雖然是假設(shè)，但是基本符合目前實際情況。

    從圖1可以看出，一期模擬監(jiān)控系統(tǒng)由矩陣+DVR構(gòu)成，前端模擬攝像機的視頻信號一分為二，分別進入DVR及矩陣，實現(xiàn)視頻的控制和錄像功能。在二期需求上，系統(tǒng)需求增加一些監(jiān)控點，并將一期系統(tǒng)設(shè)備整合起來，這是目前監(jiān)控的一個普遍現(xiàn)象和需求。通常來講，根據(jù)一期系統(tǒng)的使用年限及二期擴展投資預(yù)算，有兩個不同的解決方案。首先需要明確的是，一期的攝像機及監(jiān)視器是可以繼續(xù)使用的，而根據(jù)矩陣系統(tǒng)及DVR系統(tǒng)的服務(wù)年限，可以有選擇的更換，如圖1所示，如果矩陣及DVR服役年限不長，那么可以通過在矩陣輸出端連接一定編碼器，實現(xiàn)對一期監(jiān)控點到二期的整合；如果打算更換所有矩陣及DVR設(shè)備，那么，可以將編碼器直接連接到一期的攝像機，這樣，將一期系統(tǒng)設(shè)備完全整合在二期項目中。

    二期系統(tǒng)建設(shè)，應(yīng)充分考慮未來可能的擴容升級情況，因此，需要選擇開放、兼容、主流的IP系統(tǒng)。NVR應(yīng)該支持多家主流編碼解碼設(shè)備以保證未來擴展時可供選擇的供應(yīng)商不只一兩家；編碼設(shè)備應(yīng)該采用主流編碼壓縮方式并保證能夠提供充分的SDK以便于未來NVR的升級擴展；系統(tǒng)軟件平臺應(yīng)該能夠接入DVR+NVR的混合結(jié)構(gòu)以保護現(xiàn)在及將來的投資。

結(jié)語
    如果按照設(shè)備的實際使用率，目前的時代還是第一、第二代，雖然有越來越多的IP攝像機、編碼器、NVR、DVR得到了部署和應(yīng)用，但是其實際應(yīng)用比例還不足以讓我們稱呼目前是全IP時代，并且，模擬系統(tǒng)或DVR系統(tǒng)還將長期存在，而不會很快的消失，可以說模擬時代是昨天，混合時代是今天，而IP監(jiān)控是明天，明天更美好！