视频监控未来走向浅析

【摘 要】安防领域的视频监控，网络监控，智能监控将来都将走向一个两极分化的状态，一极是通用性产品大量应用，另一极是专用产品独具特色，随着各项相关技术的进步，未来的监控系统终端布置都将是无线并且具有随意布控，远程遥控，高清夜视的基本配置。本文根据监控系统整体应用和市场现状两个方面的分析，得出结论，视频监控最终将向两极化发展。

【关键词】网络监控；视频监控；安防；发展；智能化

1、概述

安全问题是当今世界一大热点话题，不同领域有着不同的特点。对于交通、家居、公共场所及关键区域的安全监控技术成为城市安全等必须依赖的技术，特别是视频监控系统，是整个安防系统中的大块头，应用前景广阔，从业人员众多，知名企业林立。本文对国内外当前主流的应用进行了梳理，发现一些规律。

这个规律就是越来越智能，但怎样实现智能呢，本文根据监控系统整体应用和市场现状两个方面的分析，得出结论，视频监控最终将向两极化发展：通用性强的，易于布置和获取控制的是一极；专用或特殊用途的为一极。

2、视频安防整体分析

视频监控系统属于安全防范系统的一个分支，它与光学技术、传感技术、芯片技术、编码压缩技术、网络传输技术、计算机技术、存储技术、电气技术等密切相关，任何相关行业的技术突破和革新都可能会给“视频监控系统”带来新的思路、新的模式甚至是颠覆性的变革。【1】视频监控领域是一个随时间变化非常快，省级换代也很频繁的领域，没有什么技术敢说自己占据该领域多少多少年，占据多少多少份额，有的只是某段时间、某个特殊应用上作为主流应用有其代表性产品。

从总的方面来说，未来必是智能视频监控的天下，最终实现我们理想中的“千里眼，顺风耳”。而且还能进一步发展成：火眼金睛和策略分析。但是现在到底发展到什么程度了呢，能不能达到这样的境界？下面我们来看一下实际的情况。

20世纪70年代左右视频监控开始出现，这是模拟监控阶段；90年代后开始数字时代；目前正处于第三个阶段：智能网络视频监控（IVS， Intelligent Video Surveillance）阶段。其构成包括：网络摄像头（机）、编解码器、硬盘存储、专家系统等。能够实现视频网络传输、远程调用、自动监控、自动报警和视频分析等多种功能。目前智能网络视频监控系统构成有：

（1）传感部分

视频监控必须要有数据采集设备，摄像头、录像机等，无论哪种设备，其核心分两种具体的光学成像器件：CCD、CMOS。基本上两者都是利用感光二极管（photodiode）进行光与电的转换，将影像转换为数字信息，而其主要差异则在数字信号传送方式的不同。【2】CCD传感器在灵敏度、分辨率、以及噪声控制等方面均优于CMOS传感器，而CMOS传感器则具有低成本、低耗电以及高整合度的特性。CCD多应用于高端成像市场，CMOS传感器则多用于移动、便携产品市场。下表为当前国内某品牌的产品相关参数，基本上CCD目前还占据着高端市场，但是随着改进其性能差距会越来越小：

按不同标准，数据采集部分可分成很多种类，但是万变不离其宗，最终都是为了用，能不能看清，看到自己想看的数据就是其最终分类依据。为此，我查阅国内外多家公司的产品，对比应用中的效果和参数，确定清晰度、分辨率、图像层次、夜视能力等。目前这方面已经不成问题了，可以拍到我们需要看的任何对象，也就具备了实现千里眼的基本条件。

但也有一个问题，下图是一个不同镜头形成的视角范围，也就是在实际应用效果中不能即看全景又能看特写，这就要用变焦镜头，而对于已经录制好的视频则无法应用变焦了，如果采用自动变焦录制则需要确定要录什么对象，怎么录，目前正式投入市场的产品，除了人工实现，还没有很理想的全自动智能录像机把你想看的都录到。

（2）数据处理部分

智能化的实现自然缺不了中央处理器及其相关单元，以及相对应的软硬件系统。在该部分是目前各大厂商逐渐从重硬轻软的过程走过来的，现在对于软件系统的开发都付诸了巨大努力，所以也是各个部分中最丰富多彩的部分。但是他们都有一个共同的目的，就是提供舒适、方便的使用体验。这部分技术日新月异，发展非常快，从某某大厂的产品可以看出已经能够实现简单智能化。

（3）数据存储、传输部分

视频编码就是在尽可能保证视觉效果的前提下减少视频数据量。只有经过编码压缩的数字视频信号才有利用价值和进行详细的分析，否则数据量大到无法存储和传输。目前主要的视频编解码技术分为硬压缩和软压缩，软压缩占用部分CPU资源进行处理，效果和效率相对差些，硬压缩则主要采用专用压缩芯片。在芯片压缩领域目前面临的主要问题是分析技术前端化需要芯片的速度和效率更高。

TI所提供的平台可以支持各种高清需求并支持多种高清视频压缩格式，而且具有更高的系统灵活性。比如量产的主流产品DM6467是一颗单片可实现H.264及其它视频压缩格式高清或更高的芯片。其600MHz时钟版本就可支持H.264和1080P，1GHz时钟版本支持core64位处理器和进行智能视频处理。除了TI，还有NXP、ADI、Techwell等国际大厂。

通过分析，这些芯片已经完全能够满足人们能看清楚并且存储容量也不大的要求。下面就要看传输了，目前网络监控有的走有线，有的走无线，无论哪种，都受到网速的限制，另外经过对大量视频信号的测试，DCIF分辨率比Half D1、CIF和4CIF能更好解决清晰度和存储量的问题，特别是在512Kbps码率之间，能获得稳定的高质量图像，满足用户对较高图像质量的要求。在我们生活中，网络传输速率在300kbps，人类感觉就比较流畅。若进一步提高编码压缩标准，可以将传输速率降低到200kbps。对移动通信网络也是一样的情况，也就是说网络带宽达到2Mbps就能让监控者对视频信号的流畅程度感到满意。另外，通过一定的技术处理完全可以实现在智能手机或者便携式数字终端上实现1080p视频存储和播放，提高用户的体验感觉。但目前3G网络速度根据标准规定，移动终端以车速移动时，其传转数据速率为144kbps，室外静止或步行时速率为384kbps，而室内为2Mbps。【3】但在这样的要求下，用户可用速率并不是可以达到2Mbps，建筑物内详细的频率规划和组织与运营商协作的紧密程度对室内速率的影响也非常大。

所以，在当前网络环境下网速需要进一步提升。对于有线的RJ45接口以太网最大也只有10M，要想在不影响流畅性要求的同时传送数十路视频信号还是非常困难的。随着网络技术的不断进步这一点会逐步解决。目前比较现实的解决办法是增加布线成本，多布几路网线来实现。

3、通用产品发展趋势

根据以上逐层分析，最终通用型产品必将是可以方便携带，随时布控，并能够利用现有的智能手机、便携平板、笔记本等远程监控，随着当前4G，5G网络的发展这很快就会实现。PELCO在闭路电视监控系统地位非常重要，PELCO新推出SarixIP高清摄像机，数字视频监控平台是Endura系统；GE在欧洲与北美洲安防监控市场取得了巨大的成功，包括诸如地铁、机场大型项目中得到广泛应用；霍尼韦尔的MAX1000矩阵在中国平安城市有大量的应用，得益于其级联与管理能力；博世BOSCH在数字视频领域，BOSCH旗下有从编码器、IPC、NVR、CMS、IVS及存储整体解决方案。

4、专用产品发展趋势

根据分析中的特殊应用场合，必然会有专业的公司针对该部分市场开发专用产品，更够更好的实现监控。

考场监控，交通监控，门禁阿监控，电力能源，照明监控，以及应用在军事、制导和银行、医院等特殊场合的产品。

比较典型的应用时当今英国伦敦的智能交通，在该系统中有一个专门管理中心城区停车和拥堵的专用系统，是一个收取一定数量的拥堵费用智能的系统。伦敦城市面积很大，但核心区域范围并不大，但是伦敦控制交通流量和减少拥堵的最重要的区域。这一切要靠车辆牌照识别和红外测距等综合传感器针对该地区进行密集布置，最终形成一个精确的监控网。

5、结论

虽然当今智能网络视频监控的发展趋势各有论点，但是对于其开放性、智能化、高清化、普及化、无线化都有一定的共识，所以按照这样的特点发展下去，必然形成两极分化。本文通过对主流网络视频监控组成的逐个分析得出这一结论。一方面所有的监控必将形成比较通用的数据格式和终端设备，利用网络这一巨大桥梁实现资源整个利用，向着完全通用的方向发展；另一方面对于特殊应用场合只能由研发团队量身定做只限特定场合应用的系统和产品。