浅谈视频监控的发展及问题

摘　要：详细分析视续监控技术的高清化、网络化、智能化的发展及问题，幷展望了视频监控系统末来的发展趋势。

关键词：高清化； 网络化； 智能化； 发展； 问题

　  随着国内外经济和社会的高速发展,视续监控技术得于普及应用。站在构建大治安格局，推动城市信息化建设，保障和促进“科学发展示范市”建设的战略高度，用发展的眼光认识视频监控系统的意义，是推进系统建设和应用不断走向深入的前提和基础。视频监控是安全防范系统的重要组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。安防视频监控趋势必然是：数字化、高清化、网络化、智能化。现笔者就后三个特点进行分析。
1 高清化
    视频监控输出图像给人最直接的感官感觉肯定是清晰度和流畅度。影响视频图像高清的瓶颈：首先在采集环节，高灵敏度的光传感器是第一关；其次在处理环节，图像处理电路的处理能力是第二关；再次在传输环节，众多的摄像终端、高清的图像质量对传输带宽提出了考验是第三关；最后在存储环节，高清的图像存储对存储器的容量的考验算是第四关。
　　相较于CCD，高清的CMOS图像传感器是未来发展方向：CMOS传感器更容易制造、成本也远低于CCD产品；CMOS传感器可轻松实现较高的集成度；CMOS传感器采用主动式图像采集方式，这种做法虽然导致严重的噪声，但也令CMOS传感器拥有超低功耗的优点。
　　图像处理电路对高清的瓶颈最先被突破：决定图像处理电路的关键元器件在于处理器芯片，目前无论是TI生产的DSP还是华为海思设计的ASIC，随着微电子工艺摩尔定律高速发展，电路面积指数式缩小，其处理能力却呈指数式增强。因此，电路的处理能力是目前最不影响视频监控高清应用的障碍，相反大量的高清晰视频监控的应用反而刺激处理器成本走入下降通道。
    高清无法绕过的光传输。光纤传输具有独特优势：传输距离远、传输容量大、不受电磁波干扰、工作稳定性高、保密性强、不受环境影响以及传输实时且质量好等特性，所以光纤传输是解决几十或者几百公里视频监控的最佳方式。
    高清视频需要海量存储能力，机械式硬盘压力大：相对于光传感器、处理电路和光端机，硬盘存储是高清化的最大瓶颈，主要原因有：1）光传感器和处理器电路是基于CMOS的集成电路，因为CMOS工艺的高速发展、CMOS高集成性，性能提升的速度很快且性能的提升却不一定意味着成本的上升；2）光端机因为技术成熟、技术门槛低、生产企业、竞争激烈导致其对产业链的话语权不大；3）HDD硬盘是机械式的，没法取得电子类产品的摩尔定律式发展速度；而当前的SSD硬盘又处于初级阶段，先不论成本，就容量也没法适应长时间视频存储的需求。
     结论：1）视频图像高清的瓶颈：①采集环节-高灵敏度光传感器；②处理环节-图像处理电路能力；③传输环节-传输带宽能力；④存储能力-存储容量。2）就对高清的瓶颈程度而言，存储器>光传感器>传输带宽>图像处理电路，相对于 CCD高清的 CMOS 图像传感器更是未来发展方向。①CMOS 更易制造、成本也远低于 CCD；②CMOS 传感器可实现高集成度；③CMOS 传感器拥有超低功耗。 3）虽然 CCD是日本人的天下，CMOS则是美国主导，但光传感器门槛逐渐降低，国内厂商已经逐渐具备该方面能力，未来产业链重心在中国。4）由于微电子技术的发展，图像处理电路对高清应用的限制最小，大量的高清晰视频监控的应用反而刺激处理器成本走下降通道。 5）光端机技术成熟、进入门槛低，未来将陷入价格竞争，树立品牌和上下游拓展是光端机厂商生存之道。6）硬盘存储是视频高清化的最大瓶颈，机械式硬盘发展速度无法超越摩尔定律。
2 网络化
    IT和电子实现了网络化，而源IT和电子的视频监控行业也必将朝着网络化方向发展，网络化催生了视频监控行业的综合服务功能，导致视频监控行业服务的多样性和有效性，因而网络化对视频监控行业举足轻重。 
     2.1 网络化趋势下的设备变化   网络化首先摄像机的IP化：基于internet protocol的网络摄像机，同普通摄像头或者网眼的主要区别是ipcam（IP摄像机）实际上是一台视频服务器和摄像头的集成。ipcam只要插上以太网线和电源就能通过网络发布视频信息。IPCAM的核心是压缩和传输，由于图像压缩需要的运算量很大，一般都是用硬件压缩或者DSP进行图像处理，所以IPCAM的芯片都是专用的。TI系列的芯片图像效果较好，但是开发难度大，所以在国内应用的主要是海康威视、大华科技、西安美凯电子等厂家，而大多数厂家大量是用hi3510的芯片比较多，iMx27在国内也开始慢慢兴起。
     2.2 摄像机终端有线为主、无线补充   无线视频监控的优势：综合成本低，性能更稳定。组网灵活，可扩展性好，即插即用。维护费用低。同时也存在一定的劣势限制其使用性能。
     2.3 网络化存储先集中后分布   存储的网络化改造会出现在视频监控网络化高级阶段，存储经历三个阶段：分布式终端存储->集中式总控端存储->分布式云端存储。存储网络化本质上依靠的是网络技术，为此传统的通信设备厂商才有能力介入，但是就切入的时间点而言，会在分布式云端存储阶段出现。
3 智能化
　　智能化分析技术的发展将使监控系统的功能从事后追查为主转为以预防为主，有效地提高监控系统本身的功能和效率。智能视频监控系统还能为用户带来更大收益：1）24x7 全天候可靠监控；2）大大提高报警精确度；3）大大提高响应速度；4）对事件和画面经过了智能分析和过滤，仅保留和记录了有用的信息，使得对事件的分析更为有效和直接。
    智能视频监控系统在应用方面功能强大：1）警戒及入侵检测；2）物品被盗或转移检测；3）遗留遗弃物品检测；4）流量统计；5）拥挤检测；6）PTZ 跟踪；7）烟火检测；8）人体行为分析；9）人脸识别；10）车辆识别。
4 结束语 
    虽然现在视频监控技术己比较成熟并得到了广泛的应用，但受各种因索影响，高清智能监控目前还处于初步应用的阶段，今后需在高清视频监控标准的制定、降低成本、能分析技术等方面加快发展速度。