智能高清整體解決方案淺析

■田振華

高清應(yīng)用的逐漸發(fā)展，也帶動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)入一個(gè)全新的升級(jí)階段，要不斷去探索技術(shù)發(fā)展和更新的趨勢(shì)，并提供整體的解決方案，這是一個(gè)挑戰(zhàn)，需要廠商具備綜合的整體實(shí)力。

對(duì)于用戶而言，高清監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)的安防監(jiān)控系統(tǒng)的有一定的區(qū)別。第一點(diǎn)區(qū)別在于應(yīng)用需求，傳統(tǒng)的標(biāo)清監(jiān)控系統(tǒng)只記錄事發(fā)經(jīng)過(guò)，難以提供更多關(guān)鍵細(xì)節(jié)，使得監(jiān)控應(yīng)用的層次和效能得不到提升，因此需要有新的技術(shù)來(lái)改善。高清監(jiān)控的首要目標(biāo)便是提升清晰度，除了關(guān)注清晰度的提升，最重要的是結(jié)合行業(yè)業(yè)務(wù)需求的高清方案，讓高清技術(shù)充分服務(wù)于實(shí)戰(zhàn)。例如針對(duì)交通監(jiān)控，有專用于卡口監(jiān)控的高清卡口系統(tǒng)、高清車牌識(shí)別系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)在抓拍、全景視頻錄像、車牌自動(dòng)識(shí)別等多個(gè)特定行業(yè)需求環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)高清圖像采集和分析應(yīng)用，讓公安部門偵破案件變得高效、智能和便捷。第二點(diǎn)區(qū)別在于成本投入，高清應(yīng)用的投入相對(duì)偏高，這主要體現(xiàn)在基礎(chǔ)設(shè)施投入和系統(tǒng)本身的投入上。高清系統(tǒng)的部署對(duì)于存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)帶寬等基礎(chǔ)配套設(shè)施的要求，要比標(biāo)清系統(tǒng)更高；而高清設(shè)備本身的成本也會(huì)高于標(biāo)清產(chǎn)品不少。對(duì)于眾多的普通用戶而言，投入成本是影響他們進(jìn)一步選擇的重要因素之一。因此，在現(xiàn)階段高清的應(yīng)用還主要是集中在一些高端場(chǎng)合。第三點(diǎn)區(qū)別在于使用習(xí)慣，高清應(yīng)用的技術(shù)門檻相對(duì)較高?，F(xiàn)有的高清監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)用戶的應(yīng)用水平通常有較高要求，需要用戶具備一定的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)、存儲(chǔ)知識(shí)，還要習(xí)慣于新的軟件操作介面。對(duì)于習(xí)慣了模擬監(jiān)控的工程商和普通用戶而言，在使用操作的過(guò)渡上需要有一個(gè)過(guò)程。

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是傳輸?shù)年P(guān)鍵

高清監(jiān)控系統(tǒng)和傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)相比一個(gè)最大的特點(diǎn)就是碼流變大了，1路分辨率為720p的視頻碼流為3-4Mbps，1路分辨率1080p的視頻碼流為6-8Mbps，如果要建設(shè)100路高清視頻，碼流就非常大，這需要通過(guò)視頻專用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。另外存儲(chǔ)的方式很大程度上決定了傳輸網(wǎng)絡(luò)，目前大型的應(yīng)用環(huán)境（前端監(jiān)控點(diǎn)數(shù)超過(guò)1000路）如果在資金、網(wǎng)絡(luò)方面都沒(méi)有問(wèn)題，會(huì)采用集中存儲(chǔ)方式，一般是IPSAN，但目前這種項(xiàng)目還是非常少，主要集中在高端市場(chǎng)。而大多數(shù)中小型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，多是采用分布式存儲(chǔ)、集中管理的模式，采用NVR和混合DVR（H-DVR）產(chǎn)品。分布式存儲(chǔ)對(duì)主干網(wǎng)絡(luò)的要求不高，但是集中存儲(chǔ)的話對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求就很高。

要實(shí)現(xiàn)公網(wǎng)的有效傳輸可以借助3G網(wǎng)絡(luò)。3G網(wǎng)絡(luò)和視頻監(jiān)控結(jié)合已經(jīng)在公交、交通、公安等多個(gè)行業(yè)取得成效，隨著技術(shù)的發(fā)展，3G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬優(yōu)勢(shì)使得高清監(jiān)控保證高質(zhì)量視頻文件的傳輸，視頻的質(zhì)量極大的改善。同TCP/IP 協(xié)議的融合，也使得移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)于和現(xiàn)有因特網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)互通整合更加容易。隨著3.5G技術(shù)及4G技術(shù)的逐步成熟，網(wǎng)絡(luò)帶寬和速率將得到進(jìn)一步的提升，無(wú)線視頻監(jiān)控將在高清監(jiān)控中更好的得到應(yīng)用。另外一個(gè)技術(shù)就是雙碼流，存儲(chǔ)時(shí)采用主碼流高碼率或者更高滿足高清存儲(chǔ)的需求，在公網(wǎng)預(yù)覽操控時(shí)采用子碼流低碼率滿足帶寬不夠時(shí)的常規(guī)操作。

硬件、軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)視頻系統(tǒng)管理

在建設(shè)高清監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，很多時(shí)候存在這樣一個(gè)現(xiàn)象：方案設(shè)計(jì)中只是對(duì)新建點(diǎn)位和已經(jīng)建設(shè)的特殊點(diǎn)位建設(shè)為高清攝像機(jī)，其他已經(jīng)建設(shè)的模擬攝像機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)標(biāo)清攝像機(jī)點(diǎn)位不變。這樣在整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中就會(huì)形成模擬、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)清、高清混存的局面，這就需要一個(gè)合適的監(jiān)控平臺(tái)做統(tǒng)一管理。監(jiān)控平臺(tái)一般分為兩類：硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)。

在目前的模擬、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)清、高清混合的系統(tǒng)中，一般會(huì)存在光端機(jī)、模擬矩陣、編碼器、解碼器、DVR、NVR、NAS、IPSAN、控制鍵盤、大屏控制器、大屏等繁多的產(chǎn)品，在機(jī)房里各種布線更是繁瑣，第一增加了系統(tǒng)運(yùn)行成本，第二增加了系統(tǒng)維護(hù)成本，第三不方便設(shè)備統(tǒng)一管理。正是基于降低成本和優(yōu)化管理的需求，杭州?？低曂瞥隽艘曨l綜合平臺(tái)。視頻綜合平臺(tái)真正實(shí)現(xiàn)了視音頻編碼、矩陣切換、業(yè)務(wù)應(yīng)用、存儲(chǔ)、解碼、大屏控制的大集成，可以輕松實(shí)現(xiàn)模擬前端、IP前端、數(shù)字高清前端和混合前端等多種監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的接入，升級(jí)擴(kuò)容簡(jiǎn)潔、系統(tǒng)改造方便、設(shè)備高度集成，系統(tǒng)達(dá)到電信級(jí)的穩(wěn)定性和可靠性。既能完成對(duì)過(guò)去模擬矩陣系統(tǒng)的整合，也能完成對(duì)已有編碼設(shè)備的整合，同時(shí)也能支持高清監(jiān)控系統(tǒng)的接入。

隨著高清應(yīng)用的逐漸發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)中采集、傳輸、存儲(chǔ)、解碼、顯示、控制各環(huán)節(jié)的產(chǎn)品都有嚴(yán)格要求，需要具有良好的實(shí)時(shí)性、高度的穩(wěn)定性和可靠性，這不僅是對(duì)硬件產(chǎn)品提出的要求，也是對(duì)軟件產(chǎn)品的要求。隨著高清監(jiān)控的發(fā)展，軟件管理平臺(tái)已經(jīng)越來(lái)越多的被人們所關(guān)注。用戶的應(yīng)用需求在發(fā)生變化，人們希望在滿足視頻監(jiān)控需求的同時(shí)，借助高清監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)日常業(yè)務(wù)進(jìn)行整合，在管理平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)資源的統(tǒng)一調(diào)度，讓高清技術(shù)更加高效、智能和便捷地服務(wù)于實(shí)戰(zhàn)。

云存儲(chǔ)和云分析在高清監(jiān)控中的應(yīng)用

隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)規(guī)模增大和高清視頻監(jiān)控的普及，需要存儲(chǔ)的海量視頻數(shù)據(jù)有如潮水般的沖擊著存儲(chǔ)系統(tǒng)，信息的規(guī)模呈現(xiàn)爆炸式的增長(zhǎng)，對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的容量，讀寫性能、可靠提出了更高要求。傳統(tǒng)的存儲(chǔ)模式、系統(tǒng)已無(wú)法適應(yīng)。需要引入高可靠、可伸縮、PB級(jí)的分布式文件系統(tǒng)，也就是云存儲(chǔ)。視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)有著獨(dú)特的行業(yè)特征，云存儲(chǔ)需要根據(jù)這些特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化后，才能提供高效的服務(wù)。安防行業(yè)的現(xiàn)狀正處于從過(guò)去的分散化的形態(tài)數(shù)據(jù)中心化的形態(tài)演進(jìn)中。云存儲(chǔ)將是視頻監(jiān)控系統(tǒng)最為基礎(chǔ)、核心的技術(shù)之一。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)中每天都會(huì)有大量的錄像數(shù)據(jù)，日積月累就會(huì)形成海量的視頻數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)被訪問(wèn)的頻率是非常低的，它們都是一些“死”的數(shù)據(jù)。要將這些“死”轉(zhuǎn)化為可供檢索的情報(bào)數(shù)據(jù)。這就需要對(duì)這些海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的圖像分析算法，將里面有用的信息提取出來(lái)，如人臉、車牌、行為以及相關(guān)的抓圖和錄像片段截取。這些情報(bào)數(shù)據(jù)同樣也是海量的，我們還需要能夠“大海撈針”，在海量的情報(bào)數(shù)據(jù)中快速地查找出用戶關(guān)心的人、事、物。這就涉及到復(fù)雜的圖像比對(duì)和海量檢索。這樣我們的錄像數(shù)據(jù)才是有價(jià)值的。對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像分析，對(duì)海量的情報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像比對(duì)和快速檢索，運(yùn)算量是非常巨大的，用單臺(tái)普通的計(jì)算機(jī)是不可能完成的。云分析就是把云計(jì)算引入到視頻監(jiān)控系統(tǒng)中來(lái)，是圖像分析技術(shù)和分布式計(jì)算相結(jié)合的產(chǎn)物。也就是將大量相對(duì)廉價(jià)得多的服務(wù)器通過(guò)高性能網(wǎng)絡(luò)相連接，進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度和管理，它們相互協(xié)同去完成海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、海量的分析和檢索的任務(wù)。

標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展

目前的高清監(jiān)控市場(chǎng)中，各廠家都開(kāi)發(fā)私有的通信協(xié)議和編解碼標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致系統(tǒng)中各廠家設(shè)備、軟件之間不兼容，制約IP監(jiān)控的發(fā)展。正是因?yàn)檫@樣，數(shù)字監(jiān)控的標(biāo)準(zhǔn)化工作已經(jīng)提上日程， ONVIF、PSIA組織聯(lián)盟相繼成立，ONVIF和PSIA都是致力于標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的制定，正是由于高清監(jiān)控的發(fā)展推動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的影響，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的發(fā)展也能保證高清監(jiān)控更健康的發(fā)展。除此之外， HDcctv聯(lián)盟，隨著高清發(fā)展，也將在全球范圍內(nèi)產(chǎn)生更大的影響力。

對(duì)于制造商和軟件提供商而言，標(biāo)準(zhǔn)可以刺激市場(chǎng)對(duì)IP安防產(chǎn)品包括監(jiān)控產(chǎn)品及解決方案的興趣度，贏得更多的市場(chǎng)商機(jī)，可以被更大的系統(tǒng)或者國(guó)際性的安防系統(tǒng)所整合。而且由于可以實(shí)現(xiàn)一大批廠商的IP產(chǎn)品互聯(lián)互通，競(jìng)爭(zhēng)也更加激烈，這也使得廠商不會(huì)固步自封。對(duì)于集成商而言，更愿意采用標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)，尤其是系統(tǒng)規(guī)模龐大時(shí)。不同廠商產(chǎn)品的互通使得他們可以提供更加經(jīng)濟(jì)有效和更具靈活性的解決方案，為贏得項(xiàng)目增加競(jìng)爭(zhēng)力；不用在意是否系統(tǒng)中有多個(gè)品牌，簡(jiǎn)化集成工作，降低了施工成本；自由度更大，過(guò)去只能配合為數(shù)不多的幾個(gè)品牌，現(xiàn)在可以滿足不同類型客戶的不同需求。

最終受益的是終端用戶。全球性的標(biāo)準(zhǔn)促使用戶可以在眾多品牌中選擇可以符合ONVIF或其它標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的互通性產(chǎn)品，不會(huì)受制于某幾個(gè)品牌。實(shí)際中經(jīng)常發(fā)生的事情是，隨著技術(shù)進(jìn)步或市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變化，當(dāng)初用戶所選擇某廠家或產(chǎn)品可能已經(jīng)在市場(chǎng)上消失，這時(shí)用戶不得不更換產(chǎn)品或系統(tǒng)。而如果選擇標(biāo)準(zhǔn)化IP產(chǎn)品的話，用戶不用擔(dān)心市場(chǎng)的風(fēng)云變化或某種產(chǎn)品或技術(shù)是否被淘汰掉，這將更好地確保用戶投資和確保系統(tǒng)符合未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。有的用戶可能比較在意IP系統(tǒng)的初始投資，這使得他們?cè)谙Ｍx擇IP系統(tǒng)時(shí)望而卻步。實(shí)際上，標(biāo)準(zhǔn)化IP系統(tǒng)從集成、施工到維護(hù)的過(guò)程中，成本費(fèi)用都更低，而且由于標(biāo)準(zhǔn)化的品牌覆蓋高中低端，用戶可以靈活選擇，整體投資因而可以有效降低。

當(dāng)前，對(duì)于眾多中國(guó)安防廠商來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展緩慢，但在全球數(shù)字監(jiān)控領(lǐng)域已經(jīng)掀起標(biāo)準(zhǔn)化的熱潮，中國(guó)市場(chǎng)勢(shì)必也會(huì)被波及到。對(duì)于有志通往全球市場(chǎng)的廠商而言，攜手標(biāo)準(zhǔn)化組織，走向全球化的互聯(lián)互通是必然的。

目前無(wú)論是國(guó)際還是國(guó)內(nèi)，都沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的針對(duì)安全防范監(jiān)控應(yīng)用的基礎(chǔ)編解碼標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前能夠使用的國(guó)內(nèi)外編解碼標(biāo)準(zhǔn)主要都是針對(duì)廣播電視和大眾娛樂(lè)方面的應(yīng)用，在安全防范領(lǐng)域直接采用具有很大的不適用性。基于此原因，國(guó)標(biāo)委非常重視SVAC這個(gè)統(tǒng)一安防行業(yè)基礎(chǔ)編解碼的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，力爭(zhēng)將SVAC標(biāo)準(zhǔn)推薦為具有國(guó)際影響力的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，目前我國(guó)是世界上最大的安防產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó)，安防產(chǎn)品及工程承包出口量非常大，支持SVAC國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品及解決方案，會(huì)對(duì)世界安防行業(yè)產(chǎn)生積極的影響。擁有中國(guó)國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的SVAC標(biāo)準(zhǔn)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，將極大地提升中國(guó)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和影響力。

但是從目前來(lái)看，SVAC國(guó)標(biāo)處于起步階段，各種技術(shù)的難度和實(shí)用性還缺乏驗(yàn)證，同時(shí)國(guó)內(nèi)各廠商對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的推廣力度如何也決定了SVAC標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，SVAC標(biāo)準(zhǔn)最終能否發(fā)展成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還有待時(shí)間考證。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展而言，標(biāo)清技術(shù)發(fā)展已經(jīng)接近最大限度，繼續(xù)發(fā)展的空間已經(jīng)不大；高清監(jiān)控在由采集、傳輸、存儲(chǔ)、解碼、顯示、控制等諸多環(huán)節(jié)有機(jī)組成的完整系統(tǒng)。圖像采集系統(tǒng)（攝像機(jī)）決定了整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控圖像清晰度、傳輸系統(tǒng)要支持高清碼流（信號(hào)）的傳輸、存儲(chǔ)系統(tǒng)必須確保高清碼流的高效存取、解碼系統(tǒng)應(yīng)支持高清圖像的解碼和輸出、顯示系統(tǒng)支持的最大分辨率必須不低于采集圖像的分辨率……因此，高清應(yīng)用的逐漸發(fā)展，也帶動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)入一個(gè)全新的升級(jí)階段，要不斷去探索技術(shù)發(fā)展和更新的趨勢(shì)，并提供整體的解決方案，這是一個(gè)挑戰(zhàn)，需要廠商具備綜合的整體實(shí)力。

對(duì)于市場(chǎng)而言，也急需新的產(chǎn)品來(lái)刺激增長(zhǎng)；而高清恰恰滿足了多方的需求，成為現(xiàn)在和未來(lái)發(fā)展的方向。