視頻監(jiān)控系統(tǒng)在經(jīng)歷了多年的標(biāo)清模擬結(jié)構(gòu)后，終于在近年迎來(lái)了大變革。借著視頻IP化、高清化的東風(fēng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和模式都開(kāi)始有了巨大的變化，并給整個(gè)視頻監(jiān)控行業(yè)帶來(lái)巨大的沖擊。在這個(gè)階段，老技術(shù)逐漸淡出，而新技術(shù)尚待成熟，帶著稚嫩的面孔走向市場(chǎng)。各種新技術(shù)層出不窮，應(yīng)用的結(jié)果有好有壞，嘗試的結(jié)局或喜或悲。視頻監(jiān)控仿佛步入一個(gè)“風(fēng)云激蕩”的發(fā)展新時(shí)代。

　　這個(gè)過(guò)渡期已經(jīng)開(kāi)始，但遠(yuǎn)未結(jié)束?？v觀視頻監(jiān)控發(fā)展歷程，大致有下列幾種類型的系統(tǒng)產(chǎn)品存在于市場(chǎng)，它們或者早就存在，或者出現(xiàn)不久，視頻監(jiān)控系統(tǒng)未來(lái)究竟會(huì)走向何方，也許只有認(rèn)真考慮了下面的問(wèn)題后才能做出回答。

　　模擬矩陣會(huì)不會(huì)很快消亡

　　自從2010年高清視頻全面興起后，標(biāo)清模擬視頻矩陣似乎陷入尷尬境地?，F(xiàn)今，稍大型的項(xiàng)目幾乎都會(huì)棄用模擬結(jié)構(gòu)。這是否意味著以模擬矩陣為核心和代表的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)走向末日呢?

　　作為視頻監(jiān)控的長(zhǎng)子，模擬系統(tǒng)曾經(jīng)主宰監(jiān)控市場(chǎng)二十余年之久，發(fā)展至今，模擬系統(tǒng)的穩(wěn)定性、成熟性和配套性都有目共睹。絕大多數(shù)工程商對(duì)模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工都非常熟悉。另外，由于模擬系統(tǒng)視頻不存在壓縮和解壓縮過(guò)程，所以模擬系統(tǒng)的畫(huà)質(zhì)尚算比較好(未有損耗)，傳輸、切換和操控也覺(jué)察不到有延遲。鑒于這些突出的優(yōu)點(diǎn)，模擬監(jiān)控系統(tǒng)目前在較多的行業(yè)(如交警、治安、賭場(chǎng))應(yīng)用中都仍占有穩(wěn)固的地位。

　　不過(guò)，隨著IP和高清監(jiān)控技術(shù)的迅速發(fā)展，以及應(yīng)用的深入和普及，現(xiàn)在傳統(tǒng)的標(biāo)清模擬系統(tǒng)的缺陷也越來(lái)越凸顯，其在視頻監(jiān)控中的主導(dǎo)地位似乎已岌岌可危。筆者認(rèn)為模擬監(jiān)控系統(tǒng)最受詬病的缺點(diǎn)或有如下兩點(diǎn)：

　　· 模擬矩陣不支持高清接入;

　　· 模擬矩陣開(kāi)放性不夠。

　　如何考慮這些問(wèn)題呢，筆者認(rèn)為還是要從項(xiàng)目實(shí)際出發(fā)。

　　首先，項(xiàng)目中高清視頻是否是必需的?

　　的確，高清視頻給人帶來(lái)的感官效果是震撼的。從用戶的角度來(lái)說(shuō)，每個(gè)人都希望能獲得這種震撼體驗(yàn)，但是問(wèn)題在于是否每個(gè)項(xiàng)目都必要接入高清視頻?由于技術(shù)所限，模擬視頻的清晰度目前只能達(dá)到標(biāo)清(D1)的效果，而且未來(lái)也很難提高，但是標(biāo)清視頻的清晰度在很多場(chǎng)合已經(jīng)足夠滿足要求。標(biāo)清視頻的分辨率有限，然而可通過(guò)精心選擇監(jiān)視位置，以及適量增加監(jiān)控點(diǎn)位來(lái)彌補(bǔ)視頻分辨率上的不足。很多項(xiàng)目，比如寫(xiě)字樓、住宅小區(qū)等，這類項(xiàng)目的視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模都不很大，總體要求不高，系統(tǒng)造價(jià)又有限，系統(tǒng)建成后基本需要實(shí)現(xiàn)對(duì)出入口進(jìn)出人員或者車(chē)輛的監(jiān)控，即使在未來(lái)，在這樣的項(xiàng)目中也并非一定要用高清視頻，而標(biāo)清視頻已足夠滿足要求。

　　由此可見(jiàn)，在決定監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)和模式時(shí)，不應(yīng)盲目跟風(fēng)，要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況來(lái)決定采用什么模式，即便高清視頻產(chǎn)品已充滿整個(gè)視頻監(jiān)控市場(chǎng)，但應(yīng)該有相當(dāng)一部分項(xiàng)目還是可以接受標(biāo)清模擬視頻，所以用模擬矩陣將會(huì)是很合適的選擇。當(dāng)然，如果未來(lái)高清視頻的價(jià)格能與模擬視頻相當(dāng)或更低，且高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)非常成熟，那么完全可以采用高清視頻監(jiān)控，但是在較近的未來(lái)，還看不到這種狀況可能會(huì)出現(xiàn)。

　　其次，模擬矩陣的開(kāi)放性是否不夠?如果不夠，是否可以通過(guò)別的方式彌補(bǔ)?

　　模擬監(jiān)控系統(tǒng)從視頻采集設(shè)備開(kāi)始到視頻顯示設(shè)備，所有信號(hào)都被限制在封閉的回路中，由于信號(hào)不存在開(kāi)路環(huán)節(jié)，所以如果要觀看視頻，只能通過(guò)矩陣輸出端口實(shí)現(xiàn)。視頻信號(hào)的封閉在保障視頻信號(hào)傳輸安全的同時(shí)，也讓系統(tǒng)的開(kāi)放性備受詬病。例如，用戶期望在家而不是監(jiān)控室看到視頻，且業(yè)主家和監(jiān)控室相隔甚遠(yuǎn)，這一需求基本上很難實(shí)現(xiàn)。但是采用IP方式很容易解決此問(wèn)題。簡(jiǎn)單地說(shuō)，從矩陣的輸出口加視頻編碼器把模擬視頻轉(zhuǎn)換為IP數(shù)字視頻然后上傳網(wǎng)絡(luò)即可，如果網(wǎng)絡(luò)上的客戶端要切換矩陣的輸出視頻，那么只需要把模擬矩陣的網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議開(kāi)放給客戶端即可。如此一來(lái)，網(wǎng)上的任意客戶端或第三方平臺(tái)都可以任意調(diào)用矩陣的視頻，系統(tǒng)的開(kāi)放性就實(shí)現(xiàn)了(如圖1)。

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　　從目前的發(fā)展來(lái)看，監(jiān)控?cái)?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化已是大勢(shì)所趨，但是模擬矩陣很可能在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)會(huì)繼續(xù)存在。當(dāng)然，作為監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)存在，模擬矩陣將選取一部分甚至全部輸出端口配合視頻編碼器，將模擬視頻數(shù)字化壓縮后在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸，通過(guò)開(kāi)放控制協(xié)議，矩陣可以被網(wǎng)絡(luò)上客戶端操控，從而實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的融合，而無(wú)論上層網(wǎng)絡(luò)是否正常，作為節(jié)點(diǎn)的模擬矩陣將始終穩(wěn)定地、相對(duì)獨(dú)立地運(yùn)行，如圖2所示。

　　IP系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)及存在的問(wèn)題

　　與模擬系統(tǒng)相比，IP監(jiān)控最大的優(yōu)勢(shì)在于其開(kāi)放性，其借助已建有的IP網(wǎng)絡(luò)，可將視頻信息傳遞到世界的任意位置。從這點(diǎn)來(lái)看，IP技術(shù)引入視頻監(jiān)控領(lǐng)域后，對(duì)原有的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)甚至設(shè)計(jì)和應(yīng)用思想都產(chǎn)生了極大的沖擊，毫無(wú)疑問(wèn)，IP技術(shù)將是未來(lái)視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，從某種意義上來(lái)說(shuō)，IP技術(shù)和視頻監(jiān)控技術(shù)的深度融合將是不可避免的。但是我們?nèi)孕枥潇o地考慮其光芒四射背后的局限性。

　　技術(shù)的先進(jìn)性固然重要，但是決定一種新技術(shù)是否能取代舊技術(shù)的關(guān)鍵還在于這種新技術(shù)是否能給人們帶來(lái)實(shí)際的利好。DVR取代VCR就是一個(gè)最好的例子，DVR的應(yīng)用使視頻資料的保存和調(diào)閱取得了極大的進(jìn)步，為客戶帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的好處，所以，DVR就得到了迅速和廣泛的認(rèn)可，在短時(shí)間內(nèi)就全面取代了VCR。讓我們?cè)俜从^IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。

　　IP監(jiān)控系統(tǒng)在標(biāo)清時(shí)代就已經(jīng)存在，但是遲遲得不到用戶的認(rèn)可，究其根源在于IP標(biāo)清監(jiān)控系統(tǒng)給客戶帶來(lái)實(shí)際的好處僅僅停留在概念之上。眾所周知，IP監(jiān)控系統(tǒng)中模擬視頻要經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換、編碼壓縮、網(wǎng)絡(luò)傳輸、解碼、數(shù)模轉(zhuǎn)換等若干環(huán)節(jié)，無(wú)論視頻編碼算法多么優(yōu)秀，都將不可避免地對(duì)視頻質(zhì)量造成了劣化和損失，何況當(dāng)時(shí)視頻編碼技術(shù)遠(yuǎn)不成熟，視頻經(jīng)編解碼后比原始模擬視頻質(zhì)量要差，同時(shí)還存在延遲。再考慮到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不盡如人意，往往進(jìn)一步惡化視頻監(jiān)控的效果。IP監(jiān)控發(fā)展的初期，相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)量低，造成價(jià)格很高，最終造成整個(gè)系統(tǒng)造價(jià)高昂，但是卻沒(méi)有給業(yè)主帶來(lái)很好的實(shí)用效果，所以當(dāng)初IP標(biāo)清監(jiān)控系統(tǒng)很難推廣。

　　隨著用戶對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)視頻清晰度要求的不斷提高，高清視頻在近年已經(jīng)全面興起，高清視頻使視頻的數(shù)字化處理成為必然，時(shí)至今日，幾乎所有的高清視頻都采用數(shù)字模式，這其中有相當(dāng)一大部分是采用壓縮后用IP打包傳輸?shù)姆绞健?/p>

　　對(duì)IP系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，IP標(biāo)清和高清視頻沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，只是兩者在編碼后所占用的數(shù)據(jù)帶寬不同。所以，IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般都具備同時(shí)兼容標(biāo)清視頻和高清視頻的能力，這一點(diǎn)，模擬系統(tǒng)無(wú)法企及。對(duì)于目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)處于從模擬到數(shù)字高清轉(zhuǎn)型的階段，IP系統(tǒng)所具備的標(biāo)清和高清的兼容能力使其成為眾多老監(jiān)控系統(tǒng)改造的首選方式。模擬監(jiān)控系統(tǒng)的改造通常采用兩種方式，第一，模擬矩陣?yán)^續(xù)保留，從矩陣的輸出加視頻編碼器后融入IP系統(tǒng)，同時(shí)把矩陣的網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議開(kāi)放給IP系統(tǒng)中的CMS服務(wù)器，這樣IP系統(tǒng)就可以切換控制模擬矩陣了;第二，廢棄模擬矩陣，所有的模擬視頻都加視頻編碼器后融入IP系統(tǒng)。無(wú)論采用何種方式，原有的模擬視頻即能無(wú)縫融入到新建的IP系統(tǒng)，與新加入的數(shù)字高清視頻一起組成一個(gè)完整的IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

　　IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基本上由各種服務(wù)器組成，布線成本低，尤其多種信號(hào)均可在同一網(wǎng)絡(luò)上傳輸，同時(shí)，新增監(jiān)控點(diǎn)或客戶端都非常方便，只需把相關(guān)設(shè)備接入IP網(wǎng)絡(luò)即可，IP系統(tǒng)的開(kāi)放性也使用戶可在任何地方，使用多種方式查看監(jiān)控視頻資料，這為用戶帶來(lái)的便利是傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法比擬的，由于存在種種優(yōu)勢(shì)，目前IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)幾乎成為用戶在新建監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)不加思索的選擇。[nextpage]

　　但是，也要看到IP系統(tǒng)的缺點(diǎn)，一般來(lái)說(shuō)，IP系統(tǒng)隱含下列六大弊病：

　　視頻質(zhì)量

　　原始視頻經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后一般會(huì)走兩條路——壓縮或者非壓縮。由于原始視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)量相當(dāng)大，所以必須壓縮后才能在IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，所以IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻以及音頻等信號(hào)都是壓縮過(guò)的，目前的視頻壓縮算法無(wú)論優(yōu)劣都屬于有損壓縮。視頻質(zhì)量的損失是IP標(biāo)清視頻系統(tǒng)難以推廣的重要原因，任何人只要面對(duì)模擬視頻和經(jīng)過(guò)編碼解碼后的視頻做一對(duì)比，都會(huì)看到二者的差異。當(dāng)然，如果壓縮算法不是太差，高清視頻即使經(jīng)過(guò)壓縮和解壓縮后效果也一般都會(huì)好于標(biāo)清模擬視頻，瘦死的駱駝終比馬大。

　　操控延時(shí)性

　　目前主流的H.264算法對(duì)編解碼設(shè)備的硬件性能要求較高，一旦編解碼設(shè)備不能滿足要求，編碼和解碼所需時(shí)間就會(huì)增加，這將進(jìn)一步造成視頻的延遲。操控的延遲性首先會(huì)帶來(lái)用戶操作體驗(yàn)上的極大不便，由于控制信令壓縮后帶寬極小，相對(duì)于視頻，可認(rèn)為控制命令是實(shí)時(shí)的，如果IP系統(tǒng)中視頻的延遲是一秒鐘，當(dāng)用戶發(fā)出PTZ控制命令后，前端球機(jī)已經(jīng)及時(shí)響應(yīng)了PTZ命令開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，但是轉(zhuǎn)動(dòng)攝得的視頻要1秒鐘后才能被用戶看到，在這一秒鐘內(nèi)，用戶會(huì)認(rèn)為球機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)而繼續(xù)發(fā)PTZ碼，結(jié)果或會(huì)造成前端PTZ失控，很難準(zhǔn)確定位。如果網(wǎng)絡(luò)環(huán)境十分惡劣，那么控球的PTZ命令很可能丟失，這樣前端的快球就真的沒(méi)法收到命令了?？傊O(jiān)控的延遲是制約IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的重要因素，在某些需要監(jiān)控高速運(yùn)動(dòng)物體或?qū)?shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用中，這樣的延遲是不可接受的。IP系統(tǒng)的延遲缺陷在未來(lái)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)都難以得到解決。

　　開(kāi)放性帶來(lái)的安全隱患

　　IP系統(tǒng)的開(kāi)放性是把雙刃劍，在為用戶帶來(lái)極大便利的同時(shí)也為監(jiān)控系統(tǒng)帶來(lái)了極大的隱患。IP監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻編碼器或者IP攝像機(jī)往往就安裝在外場(chǎng)前端，視頻流將通過(guò)光端機(jī)等設(shè)備傳輸至監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，即IP系統(tǒng)的信號(hào)傳輸路徑是開(kāi)放的，任何人理論上都可能進(jìn)入到監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，也能通過(guò)此途徑上傳病毒文件，此即會(huì)給監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)造成極大的危害，導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。如圖3所示。

　　隨著IP系統(tǒng)的逐步推廣，越來(lái)越多的專業(yè)人士注意到IP系統(tǒng)的安全性。由于IP是目前較為成熟也很通用的技術(shù)，而防病毒技術(shù)的發(fā)展又往往滯后于病毒的發(fā)展，所以對(duì)于對(duì)安全性要求較高的市政或者公安項(xiàng)目，IP監(jiān)控系統(tǒng)的安全性在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)都將是一大隱患。

　　QoS無(wú)法保證

　　在IP監(jiān)控系統(tǒng)中，IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)氖谴罅恳曇纛l信號(hào)，這些信號(hào)有個(gè)特點(diǎn)就是都屬于流質(zhì)媒體，但是IP傳輸交換的原理要求把這些連續(xù)的流質(zhì)媒體信號(hào)打斷，各自打包后經(jīng)過(guò)復(fù)雜的路由傳輸?shù)浇K端。由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜，很難保證所有數(shù)據(jù)包都能到達(dá)接收端，這將很容易造成圖像幀的丟失，反映在后端就是馬賽克等故障現(xiàn)象，同時(shí)，IP網(wǎng)絡(luò)中存在多種信號(hào)，而信道的帶寬資源又是有限的，如何才能保證視頻數(shù)據(jù)包的傳輸帶寬不被別的數(shù)據(jù)包搶占也是一大問(wèn)題，一旦搶占，視頻傳輸就受阻，反映在后端就是延遲。流質(zhì)媒體借助IP網(wǎng)絡(luò)傳輸是最近才大量出現(xiàn)的應(yīng)用方式，當(dāng)初，IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)可以說(shuō)不是為監(jiān)控視頻的流質(zhì)媒體量身定做的傳輸媒介，視頻流在這樣的網(wǎng)絡(luò)里傳輸，服務(wù)質(zhì)量將很難得到保證。

　　相關(guān)知識(shí)過(guò)于復(fù)雜，不利于工程商或者用戶掌握

　　IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)中涉及的IP網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)過(guò)于復(fù)雜，對(duì)于絕大多數(shù)從模擬系統(tǒng)時(shí)代走過(guò)來(lái)的產(chǎn)品生產(chǎn)廠商的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)都很難掌握，更不用說(shuō)知識(shí)水平層次不齊的基層工程技術(shù)人員了，這都將為IP監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工調(diào)試帶來(lái)不小的麻煩。

　　編解碼算法不統(tǒng)一

　　現(xiàn)階段IP監(jiān)控系統(tǒng)存在的最大問(wèn)題在于編碼算法不統(tǒng)一，即使同一種算法，各家做法也各不相同，這種現(xiàn)狀的直接后果是不同廠家的視頻編解碼設(shè)備無(wú)法做到通用，也為項(xiàng)目設(shè)備的采購(gòu)、施工調(diào)試和后期擴(kuò)容造成了極大的不便。目前這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)引起了業(yè)界足夠的重視，相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ONVIF和PSIA)也應(yīng)運(yùn)而生，相信這個(gè)問(wèn)題很快將得到解決。

　　縱觀監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，IP監(jiān)控是未來(lái)發(fā)展的重要方向，甚至可能是主流方向。這種架構(gòu)的監(jiān)控系統(tǒng)將在城域范圍內(nèi)的項(xiàng)目中得到較為廣泛的應(yīng)用，但是考慮到IP機(jī)制本身的缺陷，在這些缺陷得到有效解決之前，IP監(jiān)控系統(tǒng)乃至IP傳輸交換機(jī)制都不大可能在廣域范圍內(nèi)對(duì)重要信息進(jìn)行傳輸。至于IP系統(tǒng)的缺陷是否能很快得到解決，將取決于視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)在基于IP網(wǎng)絡(luò)的各種業(yè)務(wù)中的話語(yǔ)權(quán)，如果視頻業(yè)務(wù)逐步變成IP應(yīng)用中的重要業(yè)務(wù)，那么各個(gè)廠商就會(huì)認(rèn)真考慮目前存在的缺陷的解決辦法。