面向物聯網時代的安防監控技術

摘要：物聯網牽動了各行各業的神經，包括安防監控領域在內無不受到物聯網技術的驅動，向著更高帶寬、更高清晰度圖像、更快傳輸速度和更低功耗和更小型化方向發展，安防系統將向智能化方向發展并成為物聯網系統的重要組成部分。安防行業作為我國物聯網領域應用最早的行業之一，物聯網的發展推動了安防行業向標準化和信息開放方向發展。本文網絡版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/248886.htm

關鍵詞：安防監控；物聯網；智能家居；低照度；

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2014.6.001

新技術與新趨勢

物聯網被稱為世界信息產業的第三次浪潮，圍繞“物聯網”的話題也紛至沓來。物聯網，從字面理解就是將物與物通過網絡聯系起來，隨著互聯網的快速發展，信息價值與信息傳送范圍形成正比，物聯網的應用將這種范圍進一步擴展，把信息的價值更大的體現了出來。

隨著市場的引導和推動、新技術的不斷整合，物聯網給安防行業帶來巨大的市場前景，將不僅僅只是理論應用，它顛覆了傳統安防的理論和模式（不管是市場還是技術），它使安防行業面更廣、更深。

對于安防監控行業應對物聯網技術的新趨勢與新技術。

昆山銳芯微電子有限公司銷售總監石彬表示，安防市場朝著高清，超低照度，超寬動態范圍等全場景適應方向發展。

目前安防模擬高清出現了CVI，TVI等新的技術，解決市場對高清的需求，另外數字方面，網絡高清隨著海思的進入，在芯片編解碼和網絡傳輸上提供的技術幫助，已經慢慢的用720P，1080P取代現有的模擬的低線420TVL，480TVL等超低照度，以前由于傳感器的靈敏度的局限，大家為了解決這個問題，通常采用的方法就是不斷的增加補光，應運而生的出現了高功率LED補光燈和激光補光燈，同時也產生了很多整機功耗相關的問題。

從傳感器采集來解決低照度這一難題，就需要提高傳感器的靈敏度，讓傳感器感受到更加微弱的光，以實現超低照度能夠得到好的圖像。

另外，超寬動態范圍的需求現在越來越多，現在安防對視頻要求的不斷提高，在門禁上的應用，車載上的應用都對動態范圍提出了高要求。

Intersil公司產品營銷工程師Joe Hansen先生表示，面向物聯網社會，安防監控設備開始采用針對標清（SD）、高清（HD）和3G串行數字傳輸的新SMPTE標準，這將使安防與監控系統能夠提供質量出色的視頻。但是HD-SDI（高清數字分量串行接口）標準在安防與工業市場上的采用一直受到電纜距離及高電纜基礎設施成本的限制。市場上的IC解決方案需要大量電纜投資才能實現高清質量視頻的優點。Intersil公司推出了TW6872三個頻段HD-SDI視頻發射器和 TW6874四路HD-SDI視頻接收器，采用普通線纜即可傳輸高清視頻。TW6872/4器件在實際使用中運行穩定，它使用基于SMPTE VC-2標準的Dirac壓縮技術來實現在300米以上SDSDI電纜距離內的高清視頻傳輸。

尋求低照度情況下的解決方案

不可否認的是，未來低照度的攝像頭會越來越多，同時相機的智能化要求也會越來越高，否則大量的內容沒法做分析，這也是未來視頻處理方面兩大主流功能。

據德州儀器達芬奇視頻處理器產品營銷經理Jacob Jose先生介紹，德州儀器新推出的達芬奇 DM388 視頻處理器，可實現卓越的運動補償低照性能。這款面向為200萬像素實時IP攝像機市場推出的處理器，具備了第四代高級運動補償低照技術，可在同類競爭解決方案所需照明一半的情況下產生清晰影像，非常適合具有各種運動的極低光線環境，如早晚交通攝像機、各種演藝或體育場館的停車場或車庫以及夜間體育賽事等。

目前，DM388已處于低照技術的最前沿，其數據壓縮與傳輸以及3D降噪器應用可同步進行，支持WDR，所有這些都采用 H.264 /SVCT 格式，支持實時工作。

昆山銳芯微電子有限公司銷售總監石彬從傳感器的角度分析到，低照度下面要獲得清晰的圖像有兩個基本要求：靈敏度和信噪比，銳芯微從靈敏度方向出發，把傳感器的靈敏度提高到了40V/lux.s，以應對低照度對靈敏度的需求。

Intersil公司產品營銷工程師Joe Hansen先生則認為，提高各種環境條件下的影像質量在監控應用中非常重要，因為監控應用中的攝像機位置、照明和其他因素都會限制來自信源的可用視頻。魚眼影像校正攝像機處理功能有助于實現清晰影像的傳送，補償失真和亮度。

移動互聯改變傳統家居監控格局

作為物聯網的第一波浪潮，智能家居如今正在變成現實，而家居的安防也正在發生著深刻的變化，特別是移動互聯網的發展將會改變傳統的監控模式，轉而尋求無線傳輸及智能家居安防。

目前，全數字智能可視對講系統已成為物聯網安防控制及智能控制的重要平臺，新興的移動互聯網運營商正在加入到安防調，現在小米、360、百度、迅雷、盛大等都想通過智能路由器進入家庭，搶占智能家居的入口，而全數字智能可視對講系統可以實現室內智能設備的互聯，還能實現小區內公共設施的互聯互通，并且與家居云、智慧云交互，成為一個互聯網平臺，其中安防應用成為重要組成部分。

360即將發布名為“360家庭衛士”的智能攝像頭，主打家庭遠程監控功能。這是繼360安全路由器之后，360推出的第二款面向家庭的智能硬件。這款智能攝像頭可以自動錄像，支持手機實時查看。內置麥克風，可以與家人雙向通話。當家中出現物品移動或者異常聲音時，360“家庭衛士”自動通過配套App通知提醒。

另外，通過Wi-Fi接入到移動網絡的安防解決方案也已經出現。不久前，德州儀器公司推出了兩款面向物聯網應用的新型SimpleLink WiFi CC3100 和 CC3200無線平臺，而北京奧爾斯科技股份有限公司基于這個平臺研發了小型智能門控“貓眼”系統，雖然目前還只是開發原型，但是解決了一切的技術難題，很快就會變成現實產品。

德州儀器半導體事業部嵌入式產品業務拓展經理吳健鴻表示，這種智能門控“貓眼”系統可以通過Wi-Fi連接到家庭網關，然后再通過LTE把圖像傳輸到用戶的智能手機屏幕，通過與微信接口的連接，可以讓每一個智能“貓眼”系統都可以被當作一個“微信好友”來與主人進行通信。

圖像技術面臨新變革

視頻監控作為物聯網的一部分，隨著物聯網的不斷發展和應用，最終將會朝著智能化的方向發展，圖像的自動分析即成為系統自檢應用的技術之一，通過智能分析，系統將會自動識別圖像的幾何形狀、色彩、噪聲、模糊、融合，以及超分辨等圖像效果進行自動分析和處理。圖像處理技術引領安防行業新方向，海量信息處理成未來發展關鍵。

石彬認為，圖像處理方面未來會不斷發展更高壓縮率的算法如H.265等，以適應物聯網低帶寬傳輸需求，提高傳輸效率。同時也要重視無損壓縮在監控行業中也存在很多應用。

對于安防的高清畫面而言傳輸與采集同等重要，雖然圖像壓縮可讓視頻傳輸更遠的距離，但會導致質量下降。目前的挑戰在于在不破壞質量的情況下也同樣可以提供壓縮，過去一直無法通過標清電纜以經濟的方式傳輸高清質量視頻。Intersil公司產品營銷工程師Joe Hansen表示，該公司利用Dirac（或稱Vc-2）壓縮來支持通過較低成本電纜實現高清視頻的遠距離傳輸，這在以前是無法實現的。通過使用視覺無損壓縮技術，甚至在有噪聲的環境中也能傳輸高質量視頻。

為了適應行業需求的發展，現在出現了結合傳感器、ISP以及彩色低照度處理技術的全新解決方案，能使攝像機在超低光環境下呈現出清晰的彩色圖像，超越人眼視覺極限，實現高感光度，免除了高清攝像機夜間必須配置陣列紅外燈進行補光拍攝的苦惱。這類攝像機不僅在白天提供彩色圖像，當光線減弱時，攝像機仍能保持圖像的色彩、清晰度、流暢性和低噪聲，而在低照度環境下保持圖像的色彩和流暢性為用戶提供了更為豐富的視頻信息。

總結

物聯網向安防設備提出了小型化、低功耗、低成本、多種接口和良好兼容性等新的要求，而以4K為代表的高清圖像又針對圖像壓縮與傳輸技術提出了更高要求，2014年將成為智能家居元年而同時也會是家居安防爆發的一年。