NVR是高清監(jiān)控發(fā)展的核心力量

　　隨著高清監(jiān)控時(shí)代的到來，NVR取代DVR的趨勢(shì)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(shí)現(xiàn)應(yīng)用，而模擬半數(shù)字化時(shí)代的DVR顯然已無法適應(yīng)這一點(diǎn)，只能退出歷史舞臺(tái);其次，高清NVR具有的一系列卓越性能使它成為了推動(dòng)高清監(jiān)控發(fā)展的核心要素：一方面，要實(shí)現(xiàn)高清監(jiān)控必然要采用具有高清性能的NVR對(duì)高清IP攝像機(jī)進(jìn)行配合，這才能為用戶提供完整的高清應(yīng)用，并且高清NVR+高清IP攝像機(jī)也是最具性價(jià)比的高清建設(shè)方案，它可以有效降低部署成本，從而促進(jìn)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(jì)帶來的低成本特質(zhì)，能夠大大增強(qiáng)高清監(jiān)控的易用性和實(shí)用性，這對(duì)高清監(jiān)控的應(yīng)用也具有很大的推動(dòng)。

　　開放性：NVR成功的最后要素

　　然而，NVR在普及市場(chǎng)的當(dāng)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(gè)方面，首先就是是否擁有支持標(biāo)準(zhǔn)化控制協(xié)議的接口，以實(shí)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(tái)。就當(dāng)前而言，不僅NVR，即使整個(gè)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(biāo)準(zhǔn)化視頻通信機(jī)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(shí)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(jī)，這對(duì)不僅影響NVR自身的普及，對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生很大的負(fù)面作用。

　　此外，相關(guān)存儲(chǔ)技術(shù)、編碼格式標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)一步完善的。

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

　　作為網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的一員，NVR擔(dān)當(dāng)著網(wǎng)絡(luò)前端的匯聚與管理之責(zé)，向上后則要供上級(jí)平臺(tái)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?yàn)镹VR+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(gè)方面。

　　1、標(biāo)準(zhǔn)化的控制協(xié)議

　　在模擬半數(shù)字化監(jiān)控時(shí)代，正是因?yàn)镈VR沒有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而使得廠家各自為政，每個(gè)DVR廠家都采用自己的標(biāo)準(zhǔn)，其它品牌的攝像機(jī)和管理平臺(tái)都不能接入，以致步入網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代后，用戶面臨監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)等諸多核心需求時(shí)困難重重?，F(xiàn)在，隨著IP視頻監(jiān)控市場(chǎng)的迅速增長(zhǎng)，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(yíng)。在市場(chǎng)日趨龐大的同時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈的分工也已越來越細(xì)——有些廠商專門做前端，有些廠商專門做NVR平臺(tái)，之后再通過集成商進(jìn)行集成并提供給最終客戶。在這樣的市場(chǎng)環(huán)境下，如果NVR廠商仍像模擬監(jiān)控時(shí)期以前的DVR一樣不提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化接口，將何以應(yīng)對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)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(biāo)準(zhǔn)化接口已成為NVR當(dāng)前亟需解決的問題。為此，近幾年，陸續(xù)有多家致力于標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(biāo)是推動(dòng)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?cái)z像機(jī)、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(dòng)開放標(biāo)準(zhǔn)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。ONVIF標(biāo)準(zhǔn)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(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)之間視訊業(yè)務(wù)接口的標(biāo)準(zhǔn)化。通過ONVIF可以基于標(biāo)準(zhǔn)Web Service的commands、RTP/RTCP、RTSP和WSDL就可以很好的地實(shí)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(gè)類似門戶的邏輯單元。ONVIF這一完全開放、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)思想，非常適合市場(chǎng)需求，從而也使得ONVIF在近兩年獲得了比其它標(biāo)準(zhǔn)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(dá)、思科、西門子、TI德州儀器、?？低?、浙江大華等諸多知名安防視訊廠商。并且，這些廠商的市場(chǎng)份額占到了72%以上的絕對(duì)性比重。

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

　　2、標(biāo)準(zhǔn)化的流媒體協(xié)議

　　NVR與IP攝像機(jī)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(chǎng)通用RTP/RTCP的時(shí)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(shí)現(xiàn)管理中心(包括NVR、DVR或監(jiān)控管理平臺(tái))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(dǎo)致了不同品牌的管理中心與攝像機(jī)之間無法實(shí)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(shí)時(shí)流協(xié)議)，RTSP基于RTP之上，并定義了一對(duì)多應(yīng)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(yīng)用層協(xié)議，RTSP提供了一個(gè)可供擴(kuò)展的框架，并使得實(shí)時(shí)流媒體數(shù)據(jù)的受控和點(diǎn)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(yīng)的控制協(xié)議即可實(shí)現(xiàn)中心與前端的通信，這對(duì)NVR與IP攝像機(jī)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(xiàng)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(xiàng)必然前提。目前業(yè)界最通用的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)態(tài)圖像壓縮技術(shù)，它只單獨(dú)的對(duì)某一幀進(jìn)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(yán)重、實(shí)時(shí)性差，在保證每路都必須是高清晰的前提下，很難完成實(shí)時(shí)壓縮;②壓縮效率低，傳輸帶寬和存儲(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)，用來實(shí)現(xiàn)視頻的高壓縮比、高圖像質(zhì)量、良好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性等目標(biāo)。H.264不僅比MJPEG節(jié)約了80%以上的碼率，而且對(duì)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(jī)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(jí)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(shí)現(xiàn)720p、1080p的廣播級(jí)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(yùn)動(dòng)性、帶寬占用以及存儲(chǔ)空間占用方面均有致命缺陷。而H.264則在不斷獲取更多應(yīng)用，尤其是高清監(jiān)控市場(chǎng)開始迅速擴(kuò)張以來，越來越多主流的高清NVR/平臺(tái)、高清IP攝像機(jī)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(huì)為不同NVR與IP攝像機(jī)之間的自由通信錦上添花。

　　4、統(tǒng)一并可靠的存儲(chǔ)技術(shù)

　　對(duì)包括NVR在內(nèi)的視頻監(jiān)控產(chǎn)品來說，存儲(chǔ)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(chǔ)技術(shù)亦會(huì)顯得愈發(fā)重要。這里，最重要的為以下兩項(xiàng)存儲(chǔ)技術(shù)。

　　1、ANR智能存儲(chǔ)

　　進(jìn)入高清監(jiān)控時(shí)代以后，NVR存儲(chǔ)的安全可靠性也必將受到嚴(yán)峻考驗(yàn)：一方面，由于高清NVR要完全依賴網(wǎng)絡(luò)來運(yùn)行，而網(wǎng)絡(luò)條件的復(fù)雜性勢(shì)必直接影響承載于上的存儲(chǔ)業(yè)務(wù)之穩(wěn)定性，因而采用ANR智能存儲(chǔ)將不可避免。ANR，Automatic Network Replenishment Technology，它是一種結(jié)合本地存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的技術(shù)，ANR技術(shù)包括三個(gè)部分：①偵測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀況，即在網(wǎng)絡(luò)失效時(shí)，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(fù)后把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)回到管理中心(圖1) ;②雙重錄像，即當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題或不穩(wěn)定時(shí)，管理中心和前端雙方都會(huì)把圖像數(shù)據(jù)單獨(dú)存儲(chǔ)在緩沖區(qū)以作備份;③自動(dòng)修復(fù)數(shù)據(jù)，即當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常后，管理中心和前端雙方會(huì)對(duì)比各自的數(shù)據(jù)，檢查對(duì)比在網(wǎng)絡(luò)失效時(shí)的圖像數(shù)據(jù)，然后自動(dòng)修復(fù)管理中心錯(cuò)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(huì)在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)啟用前端存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后再將前端存儲(chǔ)數(shù)據(jù)自動(dòng)同步至NVR中心，并且是在不影響實(shí)時(shí)視頻傳輸質(zhì)量的前提下，從而實(shí)現(xiàn)了中心與前端的雙存儲(chǔ)備份，有效提升存儲(chǔ)的可靠性與靈活性。

圖1 網(wǎng)絡(luò)失效時(shí)，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(fù)后把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)回到管理中心[nextpage]

　　2、RAID存儲(chǔ)

　　RAID(Redundant Array of Independent Disk)，即獨(dú)立冗余磁盤陣列，主要功能有兩方面：一是通過同時(shí)使用多個(gè)磁盤，提高傳輸速率;二是通過數(shù)據(jù)校驗(yàn)，可以提供容錯(cuò)功能。采用了RAID技術(shù)的NVR將可以確保用戶監(jiān)控存儲(chǔ)硬盤的有效合理使用、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的冗余校驗(yàn)，使圖像數(shù)據(jù)即使在部分存儲(chǔ)介質(zhì)損壞的情況下也不會(huì)丟失，從而提升了存儲(chǔ)的可靠性，進(jìn)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(tái)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(jí)管理平臺(tái)，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(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)

　　對(duì)于支持ONVIF標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)，NVR可以通過ONVIF協(xié)議直接接入平臺(tái)。而針對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)，NVR則需要通過提供API接口來解決開放問題，即讓平臺(tái)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(duì)NVR進(jìn)行連接、視頻瀏覽、云臺(tái)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(shí)現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)化的第三方平臺(tái)與NVR之間的互通。

　　此外，NVR接入平臺(tái)后還需要通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)管協(xié)議實(shí)現(xiàn)完全的被管理，以更深層意義上實(shí)現(xiàn)NVR的全面開放。

　　2、基于SDK直接開發(fā)應(yīng)用

　　除了直接接入平臺(tái)之外，NVR還可以通過提供SDK二次開發(fā)包滿足平臺(tái)廠商開發(fā)其它上層應(yīng)用。SDK(software development kit)是第三方平臺(tái)開發(fā)NVR應(yīng)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(yīng)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(gè)人/家庭市場(chǎng)逐步滲透以來——PC機(jī)、平板電腦、手機(jī)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(duì)此，NVR首先要面向不同的終端開發(fā)相應(yīng)不同的客戶端，以真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代用戶隨時(shí)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(jī)為代表的大部分個(gè)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(jìn)一步對(duì)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(gè)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(shì)，基于高清，市場(chǎng)將要求包括NVR在內(nèi)的整個(gè)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(biāo)準(zhǔn)化，以實(shí)現(xiàn)真正無障礙的自由通訊。

　　結(jié)語(yǔ)

　　高清視頻監(jiān)控時(shí)代，NVR取代DVR已成定局，再加上近兩年的市場(chǎng)沉淀，NVR無論是本身性能的完善還是用戶認(rèn)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(dòng)NVR市場(chǎng)取得更長(zhǎng)足的進(jìn)步，而這一點(diǎn)也已被很多NVR廠商意識(shí)到并開始在為此付諸努力和投入。當(dāng)然，開放性，并不只是NVR的問題，它將是整個(gè)視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高清化、網(wǎng)絡(luò)化、高清化、智能化時(shí)代以后都要面臨的，加強(qiáng)開放與合作，必然會(huì)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)更良性的發(fā)展。