*,網絡化、高清化、智能化是近幾年視頻監(jiān)控發(fā)展主要的三大趨勢。整體安防行業(yè)的發(fā)展,無論是在應用上如智能交通、平安城市、銀行系統(tǒng)、*系統(tǒng)、其他專業(yè)行業(yè)系統(tǒng),甚至民用系統(tǒng)如社區(qū)、樓宇等,還是在技術發(fā)展,諸如百萬像素、HD-SDI、編碼技術、錄像存儲技術、視頻的智能分析、VMS視頻管理系統(tǒng)等也基本上以此趨勢為主要演進的方向。
不過隨著新技術日新月異的更新?lián)Q代,以及行業(yè)之間的壁壘的消除,尤其是安防與IT技術、與通信技術、與網絡技術等的融合,整體安防視頻監(jiān)控也發(fā)生著巨大的變化,對原有安防行業(yè)的廠家提出了更高的要求,新的廠家尤其是在IT技術諸如網絡、云計算等方面有著天然優(yōu)勢的廠家的進入,在這樣的新技術發(fā)展趨勢和應用需求下,將一方面推動視頻監(jiān)控在應用、技術、產品和解決方案的更新?lián)Q代,另外一方面在視頻監(jiān)控新發(fā)展的浪潮中覓得新的發(fā)展良機。
事實上,隨著IP技術和視頻管理軟件平臺的快速應用,傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控行業(yè)尤其是以模擬攝像機加DVR,或者網絡攝像機加NVR的傳統(tǒng)架構下的產品和解決方案正發(fā)生著巨大的變革。新的技術變革,不僅僅快速提升了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的質量如更高的像素、更寬的監(jiān)控范圍,更高的解析度等,而且也在創(chuàng)造了新的應用,并擴展了傳統(tǒng)的安防行業(yè)的范圍。
IP浪潮無一避免,軟件革命改變世界,IP與軟件也正在快速改變著傳統(tǒng)的安防行業(yè)。本文對安防行業(yè)視頻監(jiān)控面對新的技術和應用需求這樣的大背景下,所產生的發(fā)展趨勢以及自身發(fā)展的要求做一簡要分析。
視頻監(jiān)控更需要關注圖像質量
高清化的發(fā)展趨勢使得無論是zui終客戶、設備廠家或者工程商等言必稱“百萬像素”,“千萬像素”。在過去的幾年,HD高清和百萬像素攝像機是所有人關注的寵兒,幾乎每個廠家都會在自己的產品列表里加上“高清”和“百萬像素”的產品,否則顯得不跟上潮流。事實上,也的確如此,按照新的預測統(tǒng)計數(shù)據(jù),到2015年,將會有超過70%的網絡攝像機全部為百萬像素以上的解像度。換句話說,行業(yè)內也達成一個基本常識,只有達到百萬像素才可以解決視頻監(jiān)控目前的需要。
在這樣的趨勢下,設備廠家你方唱罷,我登場。芯片廠家如美光/Aptina、索尼/Sony、Ominivision、松下等CMOS/CCD感光元器件廠家不斷推出130萬、200萬、300萬、500萬、800萬以及1000萬以上級的CMOS產品,國內廠家也陸陸續(xù)續(xù)推出同類級別的網絡攝像機產品。而在國外,ArecontVision推出了2千萬像素的攝像機,Dallmeier甚至推出了2萬萬像素(2百百萬)的攝像機產品,使得安防攝像機從百萬像素(MEGAPIXEL)時代進入百百萬像素(GIGAPIXEL)時代。
這樣的一種趨勢下造成了整個行業(yè)的一種錯誤導向,那就是“更高的像素就是更好的圖像質量”,片面地追求高像素。視頻監(jiān)控要解決的是看得到,看得清楚。清楚二字一方面是說要有更高的像素看到細節(jié),即較高的解像度,另外一方面其實是關注圖像的質量如色彩、照度、寬動態(tài)等。所以,圖像質量不僅僅取決于像素點,還取決于圖像處理技術(如圖像矯正、圖像處理、灰階處理、伽瑪調整、2A算法等),以及高品質鏡頭等。
因此,在現(xiàn)有百萬像素成熟產品和技術基礎之上實現(xiàn)百萬像素高清高畫質將是高清化發(fā)展下的新的要求。有些廠家已經開始關注到這一趨勢,除了推出更高像素的攝像機產品外,將更多的精力放在了提升圖像畫質方面。
應用決定趨勢。對于大多數(shù)情況下的視頻監(jiān)控應用,并非一定要非常高的像素,比如智能分析,人臉識別,或者車牌識別等只要能夠有較高的識別準確率即可,并非更高的像素就會有更好的效果。到目前為止,高像素攝像機的需求量也并沒有隨著市場的增長而快速增長。所以,簡單地說,高像素攝像機某種程度上并非技術問題,而是市場問題。
基于此趨勢,需要設備廠家開始投入更多的關注于圖像質量,并提高同等像素條件下產品的差異化和性能,比如低照度、3D降噪處理、寬動態(tài)等。如網絡攝像機的領導廠家如AXIS推出的P-Iris鏡頭技術就是基于此,同方推出的網絡高清攝像機相對其他傳統(tǒng)廠家也在此方面有很大的提升,尤其是照度補償、實時寬動態(tài)等方面做得非常細致。
短期內基于同軸的高清無法挑戰(zhàn)IP高清
在過去的兩年里,高清領域出現(xiàn)了一個新的應用技術,基于同軸的高清(HDOverCoax),這個借鑒于高清數(shù)字廣播領域內的數(shù)字傳送技術,并且基于推廣此技術在視頻監(jiān)控領域內應用的聯(lián)盟組織如HD-cctv隨之建立。兩年的發(fā)展,HD-cctv并沒有快速的發(fā)展起來,并非技術的問題,主要是應用上存在的巨大問題。HD-cctv的產品如HD-cctv攝像機、DVR等將不會對整體安防行業(yè)向網絡化發(fā)展產生重大的影響,將會在局部應用場景下對網絡視頻監(jiān)控進行補充。
在過去的一年多,除HD-CCTV系產品外,新的同軸高清產品如HD-SDI、SLOC(SecurityLinkoverCoax)等也逐漸推出市場,據(jù)統(tǒng)計,同軸高清的產品的銷售額并沒有更大的增長。HD-CCTV產品、HD-SDI產品以及SLOC產品都是期望于基于模擬視頻監(jiān)控的同軸電纜上傳輸高清數(shù)字信號。目前相對比較成熟的攝像機方案也陸續(xù)量產,各大廠家也都推出了類似的產品和解決方案。
長期來看,由于同軸高清產品采用和原有的模擬監(jiān)控相同的傳輸介質和網絡架構,因此同軸高清產品尤其是HD-SDI系列的產品包括攝像機、DVR、編解碼器、管理平臺、HD-SDI光端機等可能會在傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控向高清發(fā)展上有較大的機會和潛力。但是到目前為止,由于存儲、成本、傳輸距離、系統(tǒng)兼容性等諸多因素極大地限制了基于同軸的高清產品的快速成長。也就是說,在短期內,同軸高清產品基本上不會對網絡IP高清產生太大的影響。
基于同軸的高清產品的進一步發(fā)展必須要解決如下三大問題:
首先,標準化的問題。隨著ONVIF和PSIA標準的日趨完善和成熟,越來越多的廠家都加入了這兩大組織,基本上解決了網絡攝像機的標準問題。而對于目標是替換原有模擬監(jiān)控產品的同軸高清產品,多廠家、多品牌之間的兼容性一定是必須要解決的問題。
目前,除了HDcctv聯(lián)盟組織之外,幾乎沒有一個完整的標準組織來定義HD-SDI的產品接口、技術發(fā)展、兼容性問題等。
其次,存儲成本過高的問題。HD-SDI的優(yōu)勢就是其無壓縮的高清視頻,這同時也對大容量存儲以及存儲成本提出更高的要求。目前基本上還是以硬盤存儲為主,而僅僅以硬盤作為主要存儲介質對于1080P或者720P的無壓縮高清實時視頻顯然無法滿足的。
zui后是市場的選擇問題。目前,網絡高清產品整體的產業(yè)鏈已經非常成熟,無論是前端產品,存儲設備,還是管理設備行業(yè)的產業(yè)鏈比較*,整體解決方案的成本相對同軸高清有著巨大的優(yōu)勢。市場上的認可和培育將是同軸高清產品需要解決的另外一大問題。
基于云計算技術架構的網絡視頻監(jiān)控成為未來發(fā)展的主要趨勢
zui近幾年在IT領域發(fā)生著zui大的技術革命,即云計算技術?;谠朴嬎慵夹g這一新的IT服務的架構和實施,所有的IT基礎設施將被虛擬化,僅根據(jù)用戶的需要,通過互聯(lián)網提供所需要的軟件、數(shù)據(jù)和存儲等服務,用云計算的語言就是:SaaS,軟件即服務,PaaS,平臺即服務,IaaS,架構即服務。
云計算技術將對網絡視頻監(jiān)控應用帶來革命性的變革,即視頻即服務,VSaaS。這對用戶而言,將極大地減少用戶學習IT技術的巨大壓力,另外后端存儲等設備對于用戶將不再可見,所以避免了需要專人進行設備維護的巨大投入。*,實時視頻是視頻監(jiān)控的主要特征,而滿足這一特征的代價就是對網絡帶寬和存儲的高要求。隨著網絡技術諸如EPON、GPON等的FTTH、FTTB光纖到戶網絡的快速部署,3G、4GLTE、WIFI等無線寬帶技術的應用,以及編碼壓縮技術的優(yōu)化,帶寬問題將不再是主要問題。而云化的存儲解決方案將對用戶提供海量的存儲服務。虛擬化、負載均衡以及網格計算等技術在后端部署,將極大地解決存儲的問題。
目前,基于云計算技術的網絡視頻監(jiān)控的架構、部署、產品、管理、安全保障、運營等已經成熟,尤其是在歐美等國家正以每年20-30%的速度增長。國內以同方云計算、華為、中興等廠家也開始在部分區(qū)域部署基于云計算架構的網絡視頻監(jiān)控產品。目前的網絡視頻監(jiān)控的云計算架構主要以“私有云”的方式進行,隨著中國電信、中國移動和聯(lián)通等在平安城市、數(shù)字城市和智慧城市的投入,視頻監(jiān)控的“公有云”也將逐步走入民用安防,如中小型企業(yè)、連鎖企業(yè)和個人用戶等。
除此之外,雖然智能化是視頻監(jiān)控的趨勢之一,智能分析一直是發(fā)展熱點,但從未很好的實現(xiàn),原因就是缺乏良好計算的基礎,如網絡攝像機或者NVR的CPU技術能力等。而基于云的視頻分析將為此提供的平臺和計算能力。只有通過在云端對視頻進行內容分析,用戶才能夠借助巨大的虛擬計算能力來對海量信息進行分析,如進行人臉統(tǒng)計、計數(shù)、基于特征的快速搜索等智能功能。這種應用也被稱之為架構即服務IaaS(InfrastructureasaService),這也是IaaS在網絡視頻監(jiān)控領域的主要應用。在IaaS之上,基于云計算架構的網絡視頻監(jiān)控可以為用戶提供易于擴展的海量存儲空間和*的計算能力。
云計算提供的技術能力將實現(xiàn)用戶終端即網絡攝像機的即插即用,隨需配置的需求,即VSaaS功能。根據(jù)根據(jù)用戶自己的需求配置存儲空間,錄像計劃以及移動應用,真正實現(xiàn)了根據(jù)需要的任何地方,任何時間的隨意訪問。
顯然,網絡的方便性必然會對視頻數(shù)據(jù)的安全性帶來要求。實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全的服務(PaaS),云計算平臺之上的安全功能將會更加完善,尤其是可以彌補目前的網絡攝像機監(jiān)控幾乎不設防的漏洞。可以通過在網絡層采用IPSec或者在傳輸層采用TLS對傳輸數(shù)據(jù)實現(xiàn)安全加密,在應用層采用S/MIME機制的端到端加密,傳輸過程中采用RSA對對話進行加密,而傳輸?shù)膬热輨t可以采用DES、3DES、AES等算法加密。而數(shù)據(jù)存儲可以采用3DES、AES或者SM1等算法進行加密。比如同方推出的系列安全加密攝像機則更進一步,采用支持128位SM1,SM2,DES/3DES對稱加密算法,傳輸過程采用1024位的RSA算法,支持符合PKCSII標準PADDING方式。簽名算法支持1024位RSA算法,雜湊算法支持HASH包括SHA-1,MD5,SCH等,來保證數(shù)據(jù)安全。
注重用戶接口(UserInterfaces)和現(xiàn)場集成能力(FieldIntegration)
視頻管理軟件或者平臺(VMS)的用戶界面將更加友好和方便,行業(yè)應用更加集中。
對于現(xiàn)有的已經部署的VMS廠家而言將下來將面臨兩大主要問題,一是將面臨新的應用需求,如國標SIP的支持,開放接口等;其次是逐步降低部署的難度,逐步向普通用戶進行裁剪,以覆蓋更多的用戶。這必然要求VMS必須具有良好的可擴展性,彈性,也對VMS廠家的技術能力提出了更高的要求。
目前VMS的主要發(fā)展方向是“開放(Openness)”,兼容性要很好。除此之外,VMS未來的發(fā)展需要解決如下的三大問題:
首先是更加友好的用戶界面。更進簡潔和方便、美觀的用戶界面實際上已經成為了VMS發(fā)展過程中諸多廠家越來越關注的重要方面。要使得用戶用起來方便,學習起來更容易上手并不是一件輕而易舉的事情。
其次是移動應用。比如對移動終端平臺IOS,Android等的支持。移動應用的良好支持是滿足客戶對于遠程監(jiān)控需求的必須之路。但是這不是傳統(tǒng)的安防廠家的優(yōu)勢。對于新進入的設備制造商,尤以IT類廠家,和對移動平臺開發(fā)有研發(fā)能力廠家不啻于一個重要的發(fā)展機會。
zui后是現(xiàn)場集成。良好的集成性不僅僅體現(xiàn)在一個開放的接口,比如對三大安防系統(tǒng):防盜報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集成,此外VMS必須更有良好的現(xiàn)場集成能力。所謂現(xiàn)場集成能力就是應用于安防領域的VMS能夠有良好的接口或者通過完善的SDK,或者通過其他標準接口接入其他行業(yè)的管理平臺之中的能力。比如和計費系統(tǒng)、用戶管理系統(tǒng)以及各行業(yè)應用系統(tǒng)的集成能力。
其他技術也在隨需而變,比如超越H.264的更有效率的編碼方式,能夠提供更為有效率的編碼和壓縮,減少存儲空間和對帶寬的要求。比如應用H.264模式,H.264SVC的開始使用,新的編碼如WebM,HEVC,以及國內的AVS等編碼技術都將成為關注方向。
安防監(jiān)控數(shù)字化、網絡化發(fā)展的方向,越來越明確清晰,這個變化,對用戶帶來的直接影響就是拉近了用戶端和監(jiān)控前端的距離感。結合了安防技術、物聯(lián)網技術和云計算技術的“同方云安防整體產品和解決方案”將產生出更加創(chuàng)新的安防產品和應用,并將領導整個安防行業(yè)的發(fā)展。
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