智能高清整體解決方案淺析

■田振華

高清應用的逐漸發展，也帶動視頻監控系統各個環節進入一個全新的升級階段，要不斷去探索技術發展和更新的趨勢，并提供整體的解決方案，這是一個挑戰，需要廠商具備綜合的整體實力。

對于用戶而言，高清監控系統與傳統的安防監控系統的有一定的區別。第一點區別在于應用需求，傳統的標清監控系統只記錄事發經過，難以提供更多關鍵細節，使得監控應用的層次和效能得不到提升，因此需要有新的技術來改善。高清監控的首要目標便是提升清晰度，除了關注清晰度的提升，最重要的是結合行業業務需求的高清方案，讓高清技術充分服務于實戰。例如針對交通監控，有專用于卡口監控的高清卡口系統、高清車牌識別系統等，這些系統在抓拍、全景視頻錄像、車牌自動識別等多個特定行業需求環節實現高清圖像采集和分析應用，讓公安部門偵破案件變得高效、智能和便捷。第二點區別在于成本投入，高清應用的投入相對偏高，這主要體現在基礎設施投入和系統本身的投入上。高清系統的部署對于存儲、網絡帶寬等基礎配套設施的要求，要比標清系統更高；而高清設備本身的成本也會高于標清產品不少。對于眾多的普通用戶而言，投入成本是影響他們進一步選擇的重要因素之一。因此，在現階段高清的應用還主要是集中在一些高端場合。第三點區別在于使用習慣，高清應用的技術門檻相對較高。現有的高清監控系統對用戶的應用水平通常有較高要求，需要用戶具備一定的網絡知識、存儲知識，還要習慣于新的軟件操作介面。對于習慣了模擬監控的工程商和普通用戶而言，在使用操作的過渡上需要有一個過程。

網絡環境是傳輸的關鍵

高清監控系統和傳統監控系統相比一個最大的特點就是碼流變大了，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100路高清視頻，碼流就非常大，這需要通過視頻專用網絡進行數據傳輸。另外存儲的方式很大程度上決定了傳輸網絡，目前大型的應用環境（前端監控點數超過1000路）如果在資金、網絡方面都沒有問題，會采用集中存儲方式，一般是IPSAN，但目前這種項目還是非常少，主要集中在高端市場。而大多數中小型網絡應用，多是采用分布式存儲、集中管理的模式，采用NVR和混合DVR（H-DVR）產品。分布式存儲對主干網絡的要求不高，但是集中存儲的話對網絡的要求就很高。

要實現公網的有效傳輸可以借助3G網絡。3G網絡和視頻監控結合已經在公交、交通、公安等多個行業取得成效，隨著技術的發展，3G網絡的高帶寬優勢使得高清監控保證高質量視頻文件的傳輸，視頻的質量極大的改善。同TCP/IP 協議的融合，也使得移動網絡于和現有因特網應用平臺互通整合更加容易。隨著3.5G技術及4G技術的逐步成熟，網絡帶寬和速率將得到進一步的提升，無線視頻監控將在高清監控中更好的得到應用。另外一個技術就是雙碼流，存儲時采用主碼流高碼率或者更高滿足高清存儲的需求，在公網預覽操控時采用子碼流低碼率滿足帶寬不夠時的常規操作。

硬件、軟件結合實現視頻系統管理

在建設高清監控系統時，很多時候存在這樣一個現象：方案設計中只是對新建點位和已經建設的特殊點位建設為高清攝像機，其他已經建設的模擬攝像機或者網絡標清攝像機點位不變。這樣在整個監控系統中就會形成模擬、網絡標清、高清混存的局面，這就需要一個合適的監控平臺做統一管理。監控平臺一般分為兩類：硬件平臺和軟件平臺。

在目前的模擬、網絡標清、高清混合的系統中，一般會存在光端機、模擬矩陣、編碼器、解碼器、DVR、NVR、NAS、IPSAN、控制鍵盤、大屏控制器、大屏等繁多的產品，在機房里各種布線更是繁瑣，第一增加了系統運行成本，第二增加了系統維護成本，第三不方便設備統一管理。正是基于降低成本和優化管理的需求，杭州海康威視推出了視頻綜合平臺。視頻綜合平臺真正實現了視音頻編碼、矩陣切換、業務應用、存儲、解碼、大屏控制的大集成，可以輕松實現模擬前端、IP前端、數字高清前端和混合前端等多種監控網絡的接入，升級擴容簡潔、系統改造方便、設備高度集成，系統達到電信級的穩定性和可靠性。既能完成對過去模擬矩陣系統的整合，也能完成對已有編碼設備的整合，同時也能支持高清監控系統的接入。

隨著高清應用的逐漸發展，監控系統中采集、傳輸、存儲、解碼、顯示、控制各環節的產品都有嚴格要求，需要具有良好的實時性、高度的穩定性和可靠性，這不僅是對硬件產品提出的要求，也是對軟件產品的要求。隨著高清監控的發展，軟件管理平臺已經越來越多的被人們所關注。用戶的應用需求在發生變化，人們希望在滿足視頻監控需求的同時，借助高清監控系統對日常業務進行整合，在管理平臺上實現資源的統一調度，讓高清技術更加高效、智能和便捷地服務于實戰。

云存儲和云分析在高清監控中的應用

隨著視頻監控系統聯網規模增大和高清視頻監控的普及，需要存儲的海量視頻數據有如潮水般的沖擊著存儲系統，信息的規模呈現爆炸式的增長，對存儲設備的容量，讀寫性能、可靠提出了更高要求。傳統的存儲模式、系統已無法適應。需要引入高可靠、可伸縮、PB級的分布式文件系統，也就是云存儲。視頻監控數據有著獨特的行業特征，云存儲需要根據這些特點進行優化后，才能提供高效的服務。安防行業的現狀正處于從過去的分散化的形態數據中心化的形態演進中。云存儲將是視頻監控系統最為基礎、核心的技術之一。

視頻監控系統中每天都會有大量的錄像數據，日積月累就會形成海量的視頻數據。這些數據被訪問的頻率是非常低的，它們都是一些“死”的數據。要將這些“死”轉化為可供檢索的情報數據。這就需要對這些海量的數據進行復雜的圖像分析算法，將里面有用的信息提取出來，如人臉、車牌、行為以及相關的抓圖和錄像片段截取。這些情報數據同樣也是海量的，我們還需要能夠“大海撈針”，在海量的情報數據中快速地查找出用戶關心的人、事、物。這就涉及到復雜的圖像比對和海量檢索。這樣我們的錄像數據才是有價值的。對海量的數據進行圖像分析，對海量的情報數據進行圖像比對和快速檢索，運算量是非常巨大的，用單臺普通的計算機是不可能完成的。云分析就是把云計算引入到視頻監控系統中來，是圖像分析技術和分布式計算相結合的產物。也就是將大量相對廉價得多的服務器通過高性能網絡相連接，進行統一的調度和管理，它們相互協同去完成海量的數據存儲、海量的分析和檢索的任務。

標準的發展促進行業的發展

目前的高清監控市場中，各廠家都開發私有的通信協議和編解碼標準，導致系統中各廠家設備、軟件之間不兼容，制約IP監控的發展。正是因為這樣，數字監控的標準化工作已經提上日程， ONVIF、PSIA組織聯盟相繼成立，ONVIF和PSIA都是致力于標準網絡通信協議的制定，正是由于高清監控的發展推動的網絡標準協議的影響，同時標準協議的發展也能保證高清監控更健康的發展。除此之外， HDcctv聯盟，隨著高清發展，也將在全球范圍內產生更大的影響力。

對于制造商和軟件提供商而言，標準可以刺激市場對IP安防產品包括監控產品及解決方案的興趣度，贏得更多的市場商機，可以被更大的系統或者國際性的安防系統所整合。而且由于可以實現一大批廠商的IP產品互聯互通，競爭也更加激烈，這也使得廠商不會固步自封。對于集成商而言，更愿意采用標準化的系統，尤其是系統規模龐大時。不同廠商產品的互通使得他們可以提供更加經濟有效和更具靈活性的解決方案，為贏得項目增加競爭力；不用在意是否系統中有多個品牌，簡化集成工作，降低了施工成本；自由度更大，過去只能配合為數不多的幾個品牌，現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。全球性的標準促使用戶可以在眾多品牌中選擇可以符合ONVIF或其它標準規格的互通性產品，不會受制于某幾個品牌。實際中經常發生的事情是，隨著技術進步或市場競爭變化，當初用戶所選擇某廠家或產品可能已經在市場上消失，這時用戶不得不更換產品或系統。而如果選擇標準化IP產品的話，用戶不用擔心市場的風云變化或某種產品或技術是否被淘汰掉，這將更好地確保用戶投資和確保系統符合未來發展趨勢。有的用戶可能比較在意IP系統的初始投資，這使得他們在希望選擇IP系統時望而卻步。實際上，標準化IP系統從集成、施工到維護的過程中，成本費用都更低，而且由于標準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。

當前，對于眾多中國安防廠商來說，標準化發展緩慢，但在全球數字監控領域已經掀起標準化的熱潮，中國市場勢必也會被波及到。對于有志通往全球市場的廠商而言，攜手標準化組織，走向全球化的互聯互通是必然的。

目前無論是國際還是國內，都沒有一個統一的針對安全防范監控應用的基礎編解碼標準。當前能夠使用的國內外編解碼標準主要都是針對廣播電視和大眾娛樂方面的應用，在安全防范領域直接采用具有很大的不適用性。基于此原因，國標委非常重視SVAC這個統一安防行業基礎編解碼的國家標準，力爭將SVAC標準推薦為具有國際影響力的國際標準。從長遠來看，目前我國是世界上最大的安防產品生產國，安防產品及工程承包出口量非常大，支持SVAC國家標準的產品及解決方案，會對世界安防行業產生積極的影響。擁有中國國內自主知識產權的SVAC標準成為國際標準，將極大地提升中國企業的競爭力和影響力。

但是從目前來看，SVAC國標處于起步階段，各種技術的難度和實用性還缺乏驗證，同時國內各廠商對于標準的推廣力度如何也決定了SVAC標準的發展，SVAC標準最終能否發展成為國際標準還有待時間考證。

結束語

對于技術和產品發展而言，標清技術發展已經接近最大限度，繼續發展的空間已經不大；高清監控在由采集、傳輸、存儲、解碼、顯示、控制等諸多環節有機組成的完整系統。圖像采集系統（攝像機）決定了整個系統的監控圖像清晰度、傳輸系統要支持高清碼流（信號）的傳輸、存儲系統必須確保高清碼流的高效存取、解碼系統應支持高清圖像的解碼和輸出、顯示系統支持的最大分辨率必須不低于采集圖像的分辨率……因此，高清應用的逐漸發展，也帶動視頻監控系統各個環節進入一個全新的升級階段，要不斷去探索技術發展和更新的趨勢，并提供整體的解決方案，這是一個挑戰，需要廠商具備綜合的整體實力。

對于市場而言，也急需新的產品來刺激增長；而高清恰恰滿足了多方的需求，成為現在和未來發展的方向。