那么,模擬、數模監(jiān)控是否就被IP監(jiān)控所取代,它們之間是怎樣的演進關系呢? 下面將從技術的角度就此進行詳細介紹。
模擬時代
安全技術防范最早在民用領域興起,早期的安防系統(tǒng),以視頻監(jiān)控為主要技術防范手段的。由于技術的限制,只能部署小范圍的視頻監(jiān)控。
模擬監(jiān)控圖像傳輸采用視頻同軸電纜或雙絞線,直接將視頻圖像從前端監(jiān)控點傳回監(jiān)控室,并逐一顯示在監(jiān)視器上,同時通過磁帶設備對監(jiān)控信息進行記錄。這種監(jiān)控解決方案的問題隨著應用的發(fā)展很快就暴露出來了。由于視頻線纜只適合短距離的模擬視頻傳輸,傳輸距離的增加會導致視頻信號衰減、失真,如果通過線纜制造工藝的提高來屏蔽,又會增加使用成本,因此,無法實現大范圍的監(jiān)控。同時隨著監(jiān)控規(guī)模的增大,視頻顯示設備和錄像設備的大幅增多,也加大了管理難度。此外,采用模擬盒式磁帶錄象機進行錄像,錄像容量有限、質量較差,且磁帶會因為環(huán)境因素而難于保存。
光端機和視頻矩陣技術的出現,解決了視頻傳輸和分配問題。光端機通過光/電轉換,將模擬視頻信號調制到光纖上進行傳輸。最早的光端機以模擬光端機為主,由于模擬視頻信號采用調幅或調相波進行傳輸,容易受到電磁輻射的干擾,加上多膜光纖的色散等問題無法解決,視頻傳輸的距離仍然有限。隨著數字光端機時代的到來以及單模光纖的出現,模擬視頻傳輸不再受到技術的制約,由于視頻信號在發(fā)射到光纖上傳輸之前已經轉化為數字信號,因此衰減和失真大幅度降低,傳輸距離大大增加。同樣,視頻矩陣解決了模擬監(jiān)控的另一個難題,大量視頻圖像的切換顯示和分配輸出等問題,通過實現視頻圖像多個輸入通道到多個輸出通道的任意切換,減少了中心監(jiān)控室顯示器的部署。視頻聯網監(jiān)控概念的提出,使得人們不得不考慮如何突破現有的產品和技術制約,實現多個視頻監(jiān)控系統(tǒng)資源共享的需求,矩陣聯網成了主流的解決方案。矩陣作為各個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心單元,通過串口通信實現系統(tǒng)控制數據交互,矩陣之間的視頻圖像則通過光端機(光纖通道)進行傳輸,視頻監(jiān)控系統(tǒng)隨即被擴展到一個更大的范圍。
圖1 傳統(tǒng)監(jiān)控方案基本組網架構圖
圖1是一個傳統(tǒng)監(jiān)控方案的基本組網,包含視頻源、傳輸、切換和控制、視頻顯示、視音頻存儲這五部分功能模塊, 采用了模擬的采集、傳輸和顯示系統(tǒng),其中監(jiān)控存儲部分已經數字化了,采用DVR(數字硬盤錄像機,見下文數字監(jiān)控部分描述)。 [nextpage]
數字時代
1.數字監(jiān)控
以上方案雖然解決了模擬圖像的遠距離傳輸和切換共享,但是,圖像的存儲的問題仍然得不到解決。直到上世紀90年代,硬盤錄機(DVR)進入了視頻監(jiān)控領域,標志著監(jiān)控系統(tǒng)數字化時代的來臨。視頻壓縮技術是硬盤錄像機最核心的技術,大量模擬視頻信息經過數字化壓縮后保存在硬盤中,圖像的存儲效率和安全性能得到了大幅度的提升。目前在視頻監(jiān)控領域,主流的壓縮標準采用H.264,其高效率的編碼性能,在視頻監(jiān)控領域得到了廣泛應用,至此,圖像信號以數字碼流的形式進入了監(jiān)控領域。然而DVR最初的設計是為存儲服務,因此他的網絡性能就相對較弱,無法滿足大量并發(fā)業(yè)務實時訪問和點播需求。
數字流媒體技術應用于視頻監(jiān)控,彌補了DVR提供遠程服務性能上的弱點,支持單播、組播等多種網絡訪問方式,支持碼流的復制、分發(fā)、轉發(fā)等,支持多種網絡協(xié)議,可以為大量并發(fā)訪問提供視頻服務、存儲點播,可以為廣域網提供視頻服務。
2.IP監(jiān)控
隨著數字視頻技術的發(fā)展和網絡應用的普及,人們又迎來了數字化監(jiān)控的另一個時代--網絡監(jiān)控。
網絡監(jiān)控是以IP技術發(fā)展到一定階段的產物,以網絡為媒體承載,采用網絡視頻編解碼器、網絡交換設備、網絡存儲設備、網絡視頻管理平臺所構建的基于IP網絡的全數字網絡監(jiān)控平臺,IP網絡監(jiān)控使得視頻監(jiān)控成為網絡上的一種應用,其顯著優(yōu)勢在于充分發(fā)揮了數字技術和網絡技術的特性,在很多方面解決了模擬矩陣技術無法解決的難題,例如:視頻的無損交換、復制與集中存儲;無距離監(jiān)控與任意擴展;支持任意網絡拓撲結構;同時還實現了全網統(tǒng)一的管理平臺,為系統(tǒng)組件的統(tǒng)一管理和后臺的靈活集成提供了統(tǒng)一的出口。采用基于IP的監(jiān)控解決方案,可以擁有更加靈活的接入方式,更加簡易的設備部署和擴容、更加有效的系統(tǒng)管理、更加多元化的用戶體驗和更加開放的系統(tǒng)架構。
需要指出的是作為網絡監(jiān)控最具代表性的產品,網絡攝像機的產生標志著從視頻信源采集、壓縮編碼、信號處理進入全數字化。由于網絡攝像機采用全數字處理技術、具有高度集成一體化等特點,在國外應用較為普及,然而其兼容性差、增值應用少、成本又較高,目前在國內還是無法取代模擬攝像機+網絡編碼器組成的網絡編碼系統(tǒng)。但可以看到前端IP化是一種趨勢,隨著技術的提升和設備成本下降,可以預見,網絡攝像機的未來市場空間是非常巨大的。
3.IP智能監(jiān)控
現階段的監(jiān)控是廣義的監(jiān)控,發(fā)展是需求、是驅動,技術發(fā)展是平臺、是依托。后續(xù)發(fā)展方向是智能監(jiān)控(包括了數字監(jiān)控的智能監(jiān)控和網絡監(jiān)控的智能監(jiān)控),這和以前的監(jiān)控定義有很大差別。
智能視頻監(jiān)控采用領先的計算機視覺、人工智能等技術,對視頻進行周界監(jiān)測與異常行為分析,為用戶提取視頻圖像中的關鍵信息。智能視頻監(jiān)控擺托了傳統(tǒng)監(jiān)控只能“監(jiān)”不能“控”,只能備事后取證而不能事前預警的被動狀態(tài),將智能化、自動化引入視頻監(jiān)控領域。
智能監(jiān)控要求實現智能視覺深度發(fā)展和安防監(jiān)控應用極大豐富,這包含了監(jiān)控的基本需求、智能監(jiān)控和整個監(jiān)控體系的結合以及和越來越豐富的應用進行融合。
圖2 IP監(jiān)控方案基本組網架構圖
圖2是一個典型的IP監(jiān)控方案的基本組網,包含視頻源、傳輸、切換和控制、視頻顯示、視音頻存儲這五部分功能模塊, 除了采集和顯示系統(tǒng)是模擬的,接入、傳輸、存儲、管理是全IP的。傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)是無法支撐數字化智能應用的,只有基于IP的數字網絡監(jiān)控平臺才能實現智能化系統(tǒng)的兼容和整合。 [nextpage]
通信、IT和安防產業(yè)聚合
隨著當前中國經濟的高速發(fā)展,安防產業(yè)的業(yè)務需求也隨之快速擴張,由于國內信息技術水平的發(fā)展和眾多外資企業(yè)進入中國市場,市場競爭格局進行了的重新洗牌,圍繞安防的關聯產業(yè)和產業(yè)鏈形成有機的分工與協(xié)作,并逐漸在社會形成了聚合效應,其中以通信、IT和安防產業(yè)近幾年歷史性的會合為代表,對以IP監(jiān)控為代表的安防市場發(fā)展和成熟產生了重大的影響。
至此,安防系統(tǒng)既融入了通信和IT產業(yè)中規(guī)化、標準化、智能化,又有效實現了安防的業(yè)務需求,圖3為三者的關系示意圖。因此,安防IT化標志著實現安防產業(yè)化。
圖3 通信、IT和安防三者的關系
監(jiān)控系統(tǒng)基于IP化、智能化的視頻應用,為提高其可靠性、可管理性以及廣覆蓋要求,需要將三大產業(yè)支持的各自獨立的通信、計算、圖像處理推向融合發(fā)展。 在這個演進發(fā)展趨勢中,通用性的通信設備將實現集成化管理,并為上層視頻應用提供易用性、可靠性的服務和保障;其次,應用系統(tǒng)將進行深度融合,標準化的技術和協(xié)議對整合后的平臺進行規(guī)范,有利于后續(xù)安防業(yè)務的發(fā)展和擴張。同時,信息化能提升監(jiān)控行業(yè)的整體效益,實現資源化共享,包括圖像、語音、數據等信息的綜合利用,可實現通信資源的融合,這將使得整合后的監(jiān)控系統(tǒng)工作更高效。此外,視頻會議等多媒體技術的應用,可以很大程度的節(jié)省管理成本,為監(jiān)控系統(tǒng)的應急指揮提供了強大的武器。
因此,實現IT系統(tǒng)之上的視頻監(jiān)控,實現通信基礎網絡承載的智能應用,究其根源,即實現基于IT基礎架構之上的IP應用,實現整合關聯性產業(yè)系統(tǒng)資源的IP監(jiān)控,是今后監(jiān)控系統(tǒng)在整個行業(yè)領域走向標準化、專業(yè)化的發(fā)展趨勢,也是發(fā)展必然。