1. 智能化需求
監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)開始從企事業(yè)單位走向人們大眾的日常生活,監(jiān)控點數(shù)越來越多,單純依靠人工方式去發(fā)現(xiàn)和檢索大量的視頻數(shù)據(jù)將會越來越難。尤其現(xiàn)在平安城市的建設如火如荼,公安系統(tǒng)作為最直接的用戶將要面對整個城市的監(jiān)控對像,人工很難實現(xiàn)24小時盯著屏幕監(jiān)控整個城市的一舉一動。舉一個簡單的例子,有一個博物館丟了一件物品,如果沒有智能分析技術,我們只能把所有的錄像文件全部看一遍才有可能找到線索。但如果引入智能分析技術,我們可以設定一個“移走規(guī)則”,當指定區(qū)域內(nèi)的物品消失后會自動報警,提前預防盜竊事件發(fā)生。而智能分析技術還有很多可以提供類似的解決方案,包括“闖入規(guī)則”、“警戒線規(guī)則”以及“人數(shù)統(tǒng)計”、“人臉識別”等。這些技術將有效提升監(jiān)控系統(tǒng)的使用效益和效率。
從國外的市場經(jīng)驗以及人們對網(wǎng)絡攝像機的期望看,智能分析技術和網(wǎng)絡攝像機技術在同一個歷史發(fā)展軌跡中找到了一個焦點。智能分析技術是國外一項已經(jīng)比較成熟應用的技術,最先由美國國防部提出并開發(fā)實現(xiàn)。它改變了傳統(tǒng)監(jiān)控的被動防御地位,變被動為主動,對視頻數(shù)據(jù)進行分析,提出有用的信息以報警的形式反映給用戶。網(wǎng)絡攝像機則是第三代網(wǎng)絡視頻監(jiān)控技術的最新代表,它完全集成了成像技術、視頻編碼技術以及包括云鏡控制技術在內(nèi)的多項技術,是未來網(wǎng)絡視頻發(fā)展的重點。于是在這樣一個歷史時期,網(wǎng)絡攝像機成為智能分析技術的最好載體。
2. 產(chǎn)品分類細化
網(wǎng)絡攝像機最初的概念似乎只局限在槍式網(wǎng)絡攝像機上,但隨著技術的成熟和用戶需求的日益明確化,網(wǎng)絡攝像機也衍生出多種類型,并逐步細分市場。目前我們還可以看到紅外一體化網(wǎng)絡攝像機、槍式護罩型網(wǎng)絡攝像機、快速球型網(wǎng)絡攝像機、可變速球型網(wǎng)絡攝像機以及無線網(wǎng)絡攝像機、網(wǎng)絡供電網(wǎng)絡攝像機等多種產(chǎn)品。我們可以從這些產(chǎn)品中找到一種共性,就是網(wǎng)絡攝像機向著更加簡便、更加易用的方向發(fā)展。例如紅外網(wǎng)絡攝像機解決了夜間監(jiān)控的問題,槍式護罩型網(wǎng)絡攝像機實現(xiàn)了在惡劣的環(huán)境下的監(jiān)控需求,快速和可變速網(wǎng)絡攝像機一舉解決了網(wǎng)絡攝像機云鏡控制問題,同時其繼承的優(yōu)秀的球云臺性能也使其可以在多種環(huán)境應用中勝任。至于無線網(wǎng)絡攝像機則解決了在偏遠或不便于搭建網(wǎng)絡環(huán)境下的網(wǎng)絡監(jiān)控,一舉解決了終端接入問題。對于網(wǎng)絡供電的網(wǎng)絡攝像機則在簡便易用的方向上更是邁進了一大步。目前支持POE功能的網(wǎng)絡攝像機在國外應用得也比較廣泛,預測在國內(nèi)隨著廠家推廣力度和實際應用環(huán)境的改善,這種需求也將會越來越被重視。
3. 算法的改進
網(wǎng)絡攝像機的核心技術是其視頻編碼技術。目前網(wǎng)絡攝像機主要包括通用DSP芯片技術和ASIC芯片技術兩大實現(xiàn)方案。后者的開發(fā)難度相對較低,可以直接基于芯片做PCI接口開發(fā),但算法優(yōu)化空間較小,基本依賴于芯片本身,如INTIME、VWEB、HIS、WIS等芯片。前者的靈活性較高,可以自定義系統(tǒng)功能,包括智能分析技術的引進,但需要廠家自己做算法,如TI、EQUATOR、BLACKFIN等。目前國外的網(wǎng)絡攝像機產(chǎn)品使用的M-JPEG算法比較多,這是一種把運動的視頻序列作為連續(xù)的靜止圖像來處理的算法。這種壓縮方式單獨完整地壓縮每一幀,在編輯過程中可隨機存儲每一幀,可進行精確到幀的編輯,不過M-JPEG壓縮效率比較低,存儲占用的空間大到每幀8~15K字節(jié),最好也只能做到每幀3K字節(jié),因此對帶寬占用較高,但也因為如此該種算法的視頻文件在國外獲得法律認可,而用戶則是通過犧牲其幀率來解決其帶寬占用較高的缺陷的。但國內(nèi)用戶對帶寬和幀率要求比較敏感,要求在低帶寬下依然滿足25幀的傳輸速率。因此MPEG-4算法尤其H.264算法在國內(nèi)大有市場。H.264算法的壓縮比是MPEG-2的2-3倍,是MPEG-4的1.5-2倍。因此在H.264算法的優(yōu)化上各廠家都有很大的提升空間來滿足客戶對帶寬占用的需求。
另外,針對行業(yè)客戶的特殊應用環(huán)境,例如水面監(jiān)控、街道監(jiān)控、廣場監(jiān)控等,需要滿足對這些特殊監(jiān)控對象的監(jiān)控效果的優(yōu)化要求,解決水表浮動澡點,車輛高速運動拖影,人臉模糊等問題。這些也是網(wǎng)絡攝像計算法優(yōu)化很重要的一個方面。
4. 平臺整合的需求
作為一款監(jiān)控終端產(chǎn)品,網(wǎng)絡攝像機必然離不開后端平臺軟件的支持。因此在系統(tǒng)軟件功能、可應用規(guī)模、系統(tǒng)擴展性、系統(tǒng)穩(wěn)定性以及操作人性化等方面將成為未來發(fā)展的主要競爭點。在現(xiàn)在的網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)中,監(jiān)控點數(shù)和系統(tǒng)用戶數(shù)都成倍增長,系統(tǒng)級數(shù)也越來越多,一套大型網(wǎng)絡監(jiān)控平臺是將成百上千個網(wǎng)絡終端聯(lián)合為一個整體的關鍵。同時在一個系統(tǒng)中我們不能奢望只有網(wǎng)絡攝像機一種產(chǎn)品,系統(tǒng)還應該兼容更多網(wǎng)絡視頻服務器、DVR等產(chǎn)品系列。隨著國內(nèi)平安城市的建設,以及電信運營級產(chǎn)品品質要求理念的引入,系統(tǒng)平臺應該向著能夠具有可網(wǎng)管、抗災難、有預防、可恢復等方向發(fā)展。
5. IPv6
IPv6作為一種新的網(wǎng)絡協(xié)議對于提高網(wǎng)絡的地址擴展、安全性、移動性、QOS以及對流的支持有明顯優(yōu)勢,由此可見IPv6的應用對網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的應用和發(fā)展會有很大的促進作用,是實現(xiàn)“監(jiān)控大聯(lián)網(wǎng)”的有效解決方案,IPv6的應用可以有效解決監(jiān)控網(wǎng)絡由單級單節(jié)點,向多級多節(jié)點擴展,從局部到城域擴展的過程中網(wǎng)絡傳輸?shù)膯栴},可以大大縮短系統(tǒng)的部署周期,使視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有更高的擴展性、安全性、便捷性和移動性。
相對于IPv4技術, IPv6具有一下幾點優(yōu)勢。
第一, IPv6 把IP地址由32 位增加到128位,從而能夠支持更大的地址空間,擴展了網(wǎng)絡的路由和尋址能力,解決了IPv4地址枯竭的問題。
第二, 簡化了報文格式,丟棄了IPv4報文中的一些冗余部分,降低了報文處理和帶寬開銷,網(wǎng)絡轉發(fā)效率更高
第三, IPv6集成了IPSec,用于網(wǎng)絡層的認證與加密,為用戶提供端到端的安全。
第四, IPv6增強的組播支持以及對流的支持以及QOS的考慮,這使得網(wǎng)絡上的多媒體應用有了長足發(fā)展的機會,為服務質量控制提供了良好的網(wǎng)絡平臺。
第五, MobileIPv6增強了移動終端的移動特性、安全特性、路由特性,降低了網(wǎng)絡部署的難度和投資,為用戶提供了永久在線的服務。
現(xiàn)有的安防系統(tǒng)與IPv6結合歸根到底是網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)終端設備與IPv6網(wǎng)絡的結合,需要通過終端設備升級支持IPv6協(xié)議棧。目前在安防行業(yè)內(nèi),網(wǎng)絡視頻監(jiān)控設備,包括網(wǎng)絡攝像機、網(wǎng)絡視頻服務器以及網(wǎng)絡視頻監(jiān)控平臺軟件等產(chǎn)品會率先實現(xiàn)IPv6的應用。IPv6視頻監(jiān)控技術將會在如交通管理、應急指揮等大規(guī)模網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的行業(yè)中應用。
IPv6的出現(xiàn)是個機遇,安防企業(yè)如何能夠有效的利用IPv6的優(yōu)勢來優(yōu)化產(chǎn)品,完善產(chǎn)品功能、豐富產(chǎn)品應用是抓住這個機遇的關鍵。
目前IPv6在中國安防大規(guī)模應用的時機還未成熟,IP網(wǎng)絡還主要是以IPv4為主,向IPv6的過渡還有一段路程要走,但網(wǎng)絡IPv6化是大勢所趨,目前主流網(wǎng)絡設備提供商都已經(jīng)提出相關的IPv6解決方案,同時電信運營商也著手計劃部署IPv6網(wǎng)絡。一旦基礎網(wǎng)絡IPv6過渡完成,網(wǎng)絡視頻監(jiān)控設備必然會向IPv6化過渡。
網(wǎng)絡視頻監(jiān)控設備從IPv4向IPv6過渡的技術難度不大,主要的技術過渡是設備的網(wǎng)絡模塊從支持IPv4協(xié)議棧向IPv4/IPv6雙棧,最終過渡到支持IPv6協(xié)議棧的過程,對視頻編碼不會產(chǎn)生很大影響。
總的來講,IPv6的出現(xiàn)對網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的發(fā)展是起到促進作用的,本質上是對視頻流的基礎承載環(huán)境的優(yōu)化,會使網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的應用場景和應用內(nèi)容更加豐富。