一、视频监控发展背景
安全问题对全世界来说都是一个严肃的命题,以911事件为触发点的全球化反恐浪潮促使全球安防设备市场发生了翻天覆地的变化,并直接导致市场上对于相关产品的需求不断增长。根据市场调研公司Frost&Sullivan的数据,去年全球视频监控设备市场约50亿美元,预计2010年将上升到86亿美元,年复合增长率为11%。另一方面,技术进步也刺激了需求,例如集成生物识别的门禁设备和数字视频软件的视频监控设备引起很多领域客户的兴趣。“用户的安全意识在不断提高,不管是价格还是功能,客户的可选范围都比以前丰富得多。”Frost&Sullivan的分析师如是说。
(一)安防行业发展状况
安防行业发展迅速且已初具规模,截至到2004年底,安防行业市场规模400多亿元。其中,安防设备市场45%,安防工程市场55%,出口占8%,监控约占一半,年销售额不足1000万元的小企业占90%以上,预计2010年实现产值1500亿元。安防行业年均增长速度25%,从业企业15000家,人员100万。安防行业正由启动期走向发展期,现处于发展期,但离成熟期还很远。行业产业链基本形成,管理链正在逐步建立,缺乏上位法导致行业管理在部分领域出现真空。安防行业发展潜力巨大,市场会不断扩大,需求将更旺盛。现行安防市场准入门槛较低、竞争激烈,市场秩序很不规范。行业初步形成了珠江三角洲、长江三角洲、京津地区三大安防产业集群。安防行业形成以视频监控、出入口控制、入侵报警、防爆安检为主的十几类、8000多个产品。安防应用范围日趋广泛,安防应用层面日益深入,但安防行业管理出现一些“真空”地带,这构成了安防行业发展的机会与威胁同时存在。
(二)安防行业发展的机会与威胁
国际反恐形势、西部开发与东北振兴、2008奥运与上海世博会、国内城镇化与快速城市建设、平安城市建设、部分应用领域安全事故频发这几方面构成了安防行业发展的主要积极因素;而安防内外部环境影响的其他条件多数是正反两方面都有,例如加入WTO、多行业大企业进军安防市场、国内安防产品外销形势,而安防市场秩序的影响则主要是负面的。目前行业协会为解决存在的问题正牵头着手建立安防五大体系:国家与行业的技术规范和标准体系;行业认证评定体系、行业培训体系、安防工程建设的系统安全评估、评价体系,行业信用体系。
(三)安防技术发展存在的问题与趋势
国内安防技术发展存在的主要问题有:1、高技术安防产品研发能力低,新产品与核心技术多依赖进口,未能形成有序的科技创新体系;2、现有安防技术系统不适应集成化、数字化、网络化、智能化要求;3、安防管理的技术支撑环境差,标准滞后,产品检测、认证评估手段较低;4、安防系统或网络运行管理不规范,接处警机制不健全;5、安防基础理论研究薄弱,制约安防技术效能发挥。安防技术发展的趋势主要表现为:1、数字化、网络化、智能化、集成化是方向;2、逐步建立健全安防科技创新体系;3、大力发展4C技术(通信/计算机/控制/多媒体显示技术)、智能建筑5A系统和智能运输ITS系统;4、网络技术与多种安防技术实施集成研发;5、创建并完善各级综合安全服务网。社会治安动态监测体系、城市预警体系和平安城市建设是国内安防行业的新机遇。
(四)安防企业与市场存在的问题
国内安防企业存在的主要问题有1、工程商施工资格不明确,有能力的系统集成商较少;2、企业管理能力欠缺,应变与抗风险能力不足;3、企业品牌意识缺乏,各类产品发展不均衡,人员素质有待提高;4、企业市场开拓力度不够,产品应用普及推广力度不足;5、企业、生产线数量多,平均生产规模小,利润低,多重身份交叉严重。国内安防市场存在的主要问题有1、地区、行业垄断,区域市场发展不平衡,条块分割现象严重;2、部分地区假冒伪劣泛滥,夸大代理的问题突出,走私现象严重,市场监管乏力;3、无序竞争、竞相压价,造成市场混乱;4、发展快,但企业整体规模较小,准入门槛不高。
二、视频监控技术发展现状概述
(一)视频监控技术发展背景
为了和电脑对应,传统的模拟设备已经开始向数字设备转换;数字资料已经开始方便地传送和管理;可以借助安防网络设备连接其他的数字产品来扩大应用范围;远程传送的需求也越来越大,这表明视频监控技术已全面进入数字时代。网络信息的发展;许多建筑物已经具备局域网和广域网;有许多要求是在PC控制下的升级系统;图象处理用PC有许多的弹性;多种的数据保存硬件(硬盘、备份光盘等)发展很快,基础设施的发展为视频监控技术的发展创造了条件。
(二)视频监控技术发展
视频监控技术发展经历了模拟监控、数字监控正在向大规模网络监控发展。视频监控系统的各组成部分――前端视频采集、视频传输、视频记录、控制、显示部分技术发展很快。
(三)需求新特点呼唤视频监控技术变革
监控点数量多且分散;网络化建设使网络视频传输变得经济、可行;海量数据传输和存储的需求;设备管理重要性增强甚至超过图象监控本身;管理者流动性增强;施工、布线成本昂贵,要求简化布线降低投资;信息安全受到普遍关注。市场的需求呼唤视频监控技术变革。
(四)视频监控的几项关键技术
视频监控的关键技术主要有视频采集压缩、视频信号可靠地传输、信息存储调用的智能化与系统的集中管理。
(五)视频监控技术发展方向
视频监控技术发展方向为分布采集集中管理、高品质图象压缩处理、开放标准统一接口、统一认证确保安全、操作人性化,以及功能集成化、结构模块化和传输多样化。
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三、三大技术造势视频监控市场升温势头劲
本地模拟监控阶段
当黑白摄像机、黑白电视机出现时,初期的黑白图像电视监控系统也诞生了。当时的监控系统大多采用模拟方式传输,最简单的是将图像基带信息直接送入视频传输电缆进行传送。每一监控点的视频信息都通过一条电缆线直接连接到中心控制室的多路切换控制台上,通过手动切换的方式选择控制点图像使之显示在电视上。模拟监控系统功能简单、可靠性差、易受干扰,系统寿命短。
基于PC的多媒体监控阶段
20世纪90年代中期,基于PC的多媒体监控随着数字视频压缩编码技术的发展而产生。系统在远端有若干个摄像机、各种检测和报警探头与数据设备,获取图像信息,通过各自的传输线路汇接到多媒体监控终端上,然后再通过通信网络,将这些信息传到一个或者多个监控中心。监控终端机是一台PC机,也可以是专用的工业控制机。这类监控系统功能性较强,便于现场操作;但稳定性不够好,结构复杂,视频前端(如CCD等视频信号采集、压缩、通信)较为复杂,可靠性不高;功耗和费用较高,需要多人值守;同时,软件的开放性不好,传输距离明显受限。
基于Web服务器的远程视频监控
20世纪90年代末,随着网络技术的发展,给予嵌入式Web服务器技术的远程网络视频监控,而产生网络视频监控技术。基于嵌入式技术的网络数字监控系统不需要处理模拟视频信号的PC,而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成IP数字信号。远程网络数字视频监控系统,其关键设备内置嵌入式Web服务器的视频服务器。它广泛结合多媒体、图像处理、网络技术与信息技术,使视频监控基本满足了人们对视频监控系统的要求。视频服务器主要由大容量存储设备、输入/输出通道、视音频接口、网络接口、RS422/RS232串行接口、软件接口、协议接口以及视音频矩阵等组成。通常一个嵌入式Web服务器,直接将其连入局域网。用于压缩视音频数据、存储和其它多种处理。基于视频服务器的网络视频监控系统布控区域广阔,视频服务器直接联入网络,即插即用。系统内所有设备以IP地址标识,视频服务器硬件设备同处理器和操作系统捆绑紧密、功能专一。因而性能更加稳定,不仅便于安装、维护,还有利于实现系统的模块化设计,便于管理。从系统的构建上来说,网络视频监控系统主要有以下几个应当满足的条件:网络条件(主要是系统的网络结构和方式,现有的网络形式包括:LAN、WLAN、ADSL、PSTN、ISDN、xDSL、CDMA、GPRS、卫星通信等)。前端的编码设备(网络视频服务器),主要是音视频的采集和编码便于进行网络传输。监控中心部分,主要是视音频的还原和综合管理系统(中心管理软件)。从系统涉及到的关键技术来说,视频监控系统中的关键技术主要有:数字编解码技术、数字视频网络传输协议和远程数字视频监控系统软件。数字编解码技术将视频数据进行大幅度合理压缩,用最小的数据量表达和传输视频信息,以满足数据需求。
四、盘点视频监控市场最新特点
视频监控业务具有悠久的历史,在传统上广泛应用于安防领域,是协助公共安全部门打击犯罪、维持社会安定的重要手段。近年来,随着宽带的普及,计算机技术的发展,图像处理技术的提高,视频监控正越来越广泛地渗透到教育、政府、娱乐、医疗、酒店、运动等其他各种领域。最早的视频监控系统是全模拟的视频监控系统,也称闭路电视监控系统(CCTV)。图像信息采用视频电缆,以模拟方式传输,一般传输距离不能太远,主要应用于小范围内的监控,监控图像一般只能在控制中心查看。全模拟视频监控系统以模拟视频矩阵和磁带式录像设备VCR为核心。随着数字技术的发展,数字视频监控系统从20世纪90年代中期开始出现,以数字控制的视频矩阵替代原来的模拟视频矩阵,以数字硬盘录像机DVR替代原来的长延时模拟录像机,将原来的磁带存储模式转变成数字存储录像,实现了将模拟视频转为数字录像。DVR集合了录像机、画面分割器等功能,跨出数字监控的第一步。在此基础上产生了全数字的视频监控系统,可以基于PC机或嵌入式设备构成监控系统,并进行多媒体管理。这类系统是目前视频监控市场的主流。随着宽带网络的普及,视频监控逐渐从本地监控向远程监控发展,出现了以网络视频服务器为代表的远程网络视频监控系统。网络视频服务器解决了视频流在网络上的传输问题,从图像采集开始进行数字化处理、传输,这样使得传输线路的选择更加多样性,只要有网络的地方,就提供了图像传输的可能。整个系统趋向平台化、智能化。很多互联网企业已开始涉足此类视频监控系统的开发,目前尚属市场起步阶段。同时,我们也注意到,传统的视频监控业务无论在地理覆盖还是用户群覆盖上,范围都非常狭窄,而今年视频监控平台的发展呈现出一些与过去不同的特点,逐渐向大地域、多领域延伸,应用范围更广阔、更全面。
(一)从个别行业到多重领域
过去,我国的视频监控应用主要集中在政府部门和金融、公安、交通、电力等特殊部门及行业。其中,政府部门和金融行业分别占据了20.9%和20.6%的市场份额。然而,随着社会信息化的进步,越来越多的行业和领域视频监控的需求大量增加,即便是公安这样的传统用户也在“平安城市“方面对城市监控提出了全新的格局和功能要求。今年,视频监控开始从银行、交通等个别领域向多领域延伸,由传统的安防监控向管理监控和生产经营监控发展。此外,视频监控仅用于企业行业的情况也逐渐被打破,公众家庭也成为2008年视频监控应用的新市场。在公众家庭市场,视频监控主要是应用于住宅的安全防范和财产的监控。用户可以通过在家中安装摄像头,利用家庭网关作为视频服务器,用户在远端通过Internet实时监控家庭安全。虽然离数字家庭的全面实现还比较远,但随着IPv6技术和信息家电技术的发展、移动监控设备的进一步优化,视频监控技术很可能最先在数字家庭中得到推广。一份国内市场研究报告指出,随着个人用户对家庭安全的重视度日益增长,采用视频监控系统来保障住宅安全的意识明显加强。
(二)从本地监控到跨省跨区
视频监控需求市场不断扩大,除了传统行业,企业和个人市场也正在兴起,中国经济最活跃的中小企业和个人用户,对视频监控的应用前景都已经明显呈现出来。与此同时,用户的要求也越来越高,其中最突出的就是要求实现对大量视频数据实时、无地域、无阻碍传输,从而达到资源共享,为各级管理人员和决策者提供方便、快捷、有效的服务。尤其是对一些大集团公司来说,这些企业都是跨省区的,分支机构遍布全国,各分公司之间的活动也非常频繁,如果让各地人员来回奔波,显然降低了工作效率,浪费了企业资源,提高了经营成本。而通过视频监控,就可以实现身处异地也能及时、直观地掌握公司情况,因此这些客户对连接全省乃至全国的视频监控系统需求也十分迫切。包括海尔集团在内的许多大型企业集团,在扩容视频专网时,都要求能够跨省跨区联通,这表明了有实力、国际化的企业集团,都希望通过扩大视频监控系统的覆盖面,提高效率、降低成本。可以预见,突破本地网的限制,实现省内或者跨省联网,将是2008年视频监控平台发展的重要趋势。
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(三)从提供接入到系统集成
目前,很多地方的电信企业在建设视频监控系统时,只是为用户提供网络通道,并不能参与到终端采购、软件安装、运行维护中。在这种模式下,用户需要自行购买视频终端器材,自行建设信息管理软件系统,还要委托第三方进行系统和线路的维护,这不仅增加了用户使用业务的难度,也使得视频监控系统的功效大为降低。为此,专家指出,电信运营商要成为信息化的专家,在开展视频监控业务时,要利用宽带网络,将分散、独立的图像采集点进行联网,实现跨区域全球范围内的统一监控、统一存储、统一管理,整合利用行业资源;不能仅仅提供通道,还要进行系统集成,应该从硬件到软件、从建设到维护,提供一体化打包式的服务当前,对于监控系统而言,用户对其功能的需求已经体现出多元化与系统化。主要表现在以下几个方面的要求:远程访问。目前用户普遍要求访问地点不受地域限制,能随时随地访问被监控地点。多人同时访问同一个监控点。目前,同一个监控点很可能会同时被多个用户所访问,并且这些用户之间可能毫无关系。监控点趋向分散,同时监控趋向集中。属于同一用户的监控点越来越分散,不受地域所限,需要集中的管理与控制。要求监控系统具有开放性和扩展性。同一系统应当支持多种不同类型的监控设备,用户数、被监控点的数量可以方便地增减。海量数据存储。网络化使得传统的本地录像功能可以转移到远程服务器上来实现,使得海量数据存储成为可能。同时,也要求系统具备更强的存储、检索和备份等功能。信息安全。系统复杂化,用户的多元化,加上视频监控本身的业务特点必然要求对系统对信息安全提供有力的保证。智能视频监控。未来的视频监控系统将不仅仅局限于被动地提供视频画面,更要求系统本身有足够的智能,能够识别不同的物体,发现监控画面中的异常情况,以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息,从而更加有效地协助安全人员处理危机,并最大限度地降低误报和漏报现象,成为应对袭击和处理突发事件的有力辅助工具。智能视频监控还可以应用在交通管理、客户行为分析、客户服务等多种非安全相关的场景,以提高用户的投资回报。
五、国内网络视频监控市场分析与展望
安防产业是全球飞速增长的一种高科技产业,在中国,数字安防产业最近几年刚刚崛起,在国内政策的引导和扶植下,正以惊人的速度发展,具有广阔的市场前景和潜力。而网络视频监控系统作为该领域的一种新型技术和产品,凭借着技术上与ip网络的无缝兼容以及所提供的远程实时视频处理能力和其他网络应用,一出现就以每年40%的增长速度迅速成为市场增长最快的一个产品,与经营多年的模拟监控系统并驾齐驱。网络数字摄像机不仅在中国市场连续两年(2002和2003)获得安防领域三大热门产品的称号,在世界其他各个地区,也有将近90%的各行业终端用户准备在未来的三至五年内逐步进行模拟设备的数字化升级,或购置数字化系统。不过,目前,虽说国内安防市场的潜力不可估量,但就目前国内网络视频监控系统的市场整体状况来看,尚未取得很大的成功,还存在很多问题和障碍,而且有待于进一步提高和改进,下面我从几个主要方面作一下简要分析:
(一)产品品质和服务
目前国内网络视频监控产品可以说是百家争鸣,无论是国际品牌的三星、索尼,还是国内的诸多品牌,都纷纷加入到国内安防市场中来;但就产品质量和性能来说,国内品牌的产品质量和性能参差不齐,远远达不到与日本索尼、韩国三星等国外产品抗衡的地步。这就需要国内厂商在增加研发力度的同时,寻找并突出区别于此类产品的创新点,即吸引用户眼球的最大卖点,最恰当地满足客户的切实需求;可以通过提高性价比、提供优质的客户服务、满足客户的个性化需求等方式,最大限度地提高用户满意度,来实现与国际品牌厂商的对抗与平衡。现在“国际技术,本地方案”是一个深得人心的经营理念,能够紧紧围绕客户的实际需求而量身定做,开发和经营的产品,才能赢得更多的稳定的客户群体。因此,提供性价比最高的产品,最先进的技术,客户最满意的服务,是企业追求的最终目标。
(二)市场秩序
国内安防行业门槛较低,监控器材厂商或安防工程商整体素质参差不齐,再加上缺乏统一的规范和标准,造成目前国内安防监控市场较为混乱的局面,任何公司或个人均可进行安防行业从事市场活动,以至在市场上出现任意仿造、贴牌畅销品牌的产品,进而形成监控系统或工程在价格和质量上较大差异,给人的感觉就是安防行业比较混乱。这就需要安防行业以社会实际应用为切入点,理顺机制,整合资源,转变观念,提高国际合作与竞争能力,走国际化、法制化、规范化的行业发展道路;政府部门或相关机构(安防协会)全面监督管理,企业自主、自律,给安防企业以最大的发展空间,全面实现与国际安全技术防范行业接轨;同时在政策上加强对安防服务企业的监督、管理和扶植力度,有效发挥其技术创新研发、行业法规及标准制定、安防名牌战略实施、认证、评估、监理、培训和咨询服务的功能作用,建立以市场为导向的安防产品市场,以促进和规范我国安防行业发展,完善社会治安防范服务保障体系。
(三)核心技术
国内大多数安防服务企业没有自己的核心技术,尤其是网络监控系统中的视音频开发、监控管理软件开发及图像处理技术,这就给安防工程商增加许多不必要的麻烦,往往是要找各种监控器材的厂商,东拼西凑,还要找人整合设计方案,不但浪费了时间和精力,还增加了技术和产品的采购成本。因此,要想在安防销售市场上占有一席之地,必须充分了解客户的实际需求,以深潜细耕的经营方式进行,采取一站式解决工程商及所有客户的采购及技术方案的模式,以求成本降低,同时为用户提供更方便、更稳定、更完善的服务,强化品质认同,不断提高产品知名度,这就更利于同国内同行及国际的竞争。市场呼唤着自身拥有的视音频开发、监控管理软件开发及图像处理技术,能够满足所有安防监控工程商一站式采购的需求;而且能够按照客户的个性化需求开发相应功能的监控管理软件系统的公司。
(四)未来方向
随着现代化社会的不断发展和安全技术防范行业的持续发展,人们对监控系统的需求层次不断提高,从上世纪80年代中期的模拟视频监控系统开始,到90年代后期的数字化视频监控系统,直到现在的视频监控系统――正在全面迈向数字化、网络化、智能化和集成化的方向发展。在整个视频监控系统的发展过程中,监控系统软件的及时开发和不断创新,为视频监控系统的现代化应用起到了至关重要的促进作用。基于社会智能管理系统对视频监控功能提出了越来越高的要求,对一些庞大的系统(如公安系统、分布式大学校园、集团化大企业),我们希望总控制中心能对大量分布于不同地方的前端服务器进行控制,另一方面也希望总控制中心能与城市的各种预警系统如报警中心、地理信息系统等相连。很显然,现有的监控系统已经远不能满足社会发展的更高要求,可以说,尽快开发适用于庞大系统的高集成化远程监控软件平台是社会的要求、市场的呼唤,势在必行。为满足社会发展的这一迫切需求,目前市场上“高度集成化大型远程视频监控系统管理软件平台”的开发成功也显示了视频监控系统的发展方向,该系统是针对大型监控系统控制中心的管理软件平台。其平台能克服现有系统在前端服务器多于100台时,监控中心就“无法对远程硬盘录像机进行管理和控制,无法进行服务器的参数修改和控制,无法按权限对摄像机进行控制”的致命弱点,并有兼容性高,采用h.264图像压缩格式,节省文件空间,提高效率等特点。该软件平台系统的成功推出,能够满足所有大型视频监控系统控制中心的应用需求,符合以高新安防科技来维护社会治安稳定的政策需求,同时也顺应“数字城市”、“平安城市”建设的国家发展需要,有着广阔的市场应用前景和较大的市场推广价值。
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六、网络数字监控的现状以及发展趋势分析
网络数字监控系统是集传统CCTV监控报警技术,多媒体技术,计算机网络和通信技术等多领域技术于一体的监控系统换代产品,它实现了在计算机局域网(LAN),广域网(WAN)上的监控图像,报警及控制等信息的传输。网络上的任何一台授权工作站(PC)均可以实现所有监控功能。数字化,网络化的监控系统在信息科技高速发展的今天,将为广大用户实现提高现代化水平,发挥从生产,管理到防火防盗等全方位的作用。以前,因网络带宽不够而限制了网络上的多媒体应用。随着光纤网的迅速普及,网上多媒体应用(如视频会议,数字监控等)正为传统的计算机应用注入新的技术和内容。网络多媒体技术的发展也导致了基于IP技术的网络远程现场视频监控应运而生。从模拟监控到数字监控,实现了监控技术的一次飞跃。模拟监控在安防领域中的应用现状近几年来模拟监控系统得到了广泛的应用,这主要得益于先进的CCD摄像技术和光纤通信技术的发展。CCD摄像机目前己处于成熟期,灵敏度,图像分辨率,图像还原性等均己达到了很高的水平,功能日臻完善。DSP技术被普通采用,特别是在彩色摄像中。由于彩色摄像机的分辨率和图像视觉效果上的优势,它在监控系统中的应用比率不断提高。目前大多数视频设备所要求的输入信号为模拟的视频基带信号,各种数字电视的标准也是以对模拟信号的压缩编码为基础制定的,所谓数字机是指在摄像机内图像信号处理上采用数字技术(DSP)。由于CCD是一种像素化器件,信号读取就是对图像离散化的过程,便于直接产生数字图像信号,所以数字输出的摄像机己普通使用。通过适当的方式实现长距离,低失真的视频信号传送是保证电视监控系统基本质量和应用范围的关键。模拟方式的传输要保证宽带信号具有高的S/N和失真是十分困难的,为增加传输距离所采取的补偿又会引入新的失真,而这一点对于宽带视频信号尤为突出。采用光纤传送视频信号,使无中继传输距离从同轴电缆的几百米增加到几十公里,并能得到很高的图像质量,多路传输和双向传输也很容易实现。这就大大地扩展了电视监控系统的应用范围和控制距离,从而产生了一些大型的系统,如公路管理,城市交通和治安管理,大型建筑的安全监控系统等。但是,目前光纤传输在电视监控系统中的应用是非常初步的,大多数系统都是采用视频基带信号传输方式,光纤仅是作为代替同轴电缆的一个新介质,光纤通信技术的真正优势和潜力并未充分实现和发挥出来。这主要是由模拟视频信号传输的方式和电视监控系统结构特点所致。随着光纤双向,频分,波分复用技术的成熟,色散位移光纤和色散平坦光纤,光纤放大器的实用化,光纤传输的无中继距离和传输容量将会有更大的提高。掺铒光纤放大器(EDFA)不仅能提高增益,增加无中继距离,还具有宽带增益,对多路光载波传输不会引起串扰(路标串扰),结合波分复用技术实现高密度通信,是下一代的光纤通信系统。这些都为今后电视监控系统的大型化和远程化提供了技术支持,而只有当电视监控系统中的数据流从模拟转为数字时,光纤通信的这些特点才会充分地发挥出来。系统控制设备是电视监控系统中很有特色的部分,微处理器,单片机的功能和性能的提高与增强,各种专用LSIC,ASIC的出现和多媒体技术的应用,使得系统控制设备在功能,性能,可靠性和结构等方面都发生了很大的变化。电视监控系统的构成更加方便,灵活,与报警和出入口控制系统的接口趋于规范,人机交互界面更为友好。
综上所述,目前,电视监控系统目前己达到了一定的水平。摄像技术,传输技术,系统控制技术都取得了长足的进步,确立了它在安全防范系统中的重要地位。但就监控技术而言,它仍处于经典应用电视的层面。这是因为:a。电视监控系统中信息流的形态没有改变,仍为模拟的视频信号,摄像机是唯一的采集图像信息(生成图像)的设备(信源)。b。系统的网络结构没有变,主要是一种单功能,单向,集总式的信息采集网络,介质专用是它的特点。c。电视监控系统的工作方式没有改变,主要是通过视频监视器来显示图像,以人的直接观察为提取图像有用信息的方法(信宿)。d。系统控制设备主要以前台管理为主(前端设备的控制与遥控,视频信号的分配与切换),在整个过程中对由摄像机产生的视频信号基本上不作任何处理。所以我们说:经典的电视监控系统是以摄像为核心的。数字监控的发展进程数字信号具有频谱效率高,抗干扰能力强,失真少等模拟信号无法比拟的特点,同时也具有信号处理数据量大,占用频率资源多的问题,只有对数字信号实现有效地压缩,使之在通信方面的开销与模拟信号附加相同时,它的其它优点才能表现出来,并具有实用性。在DTV,HDTV巨大市场的拉动下,与数字电视相关的各种数字视频技术得到了迅速的发展,相应的技术标准,各种算法和专用芯片,处理,记录和展示图像信号的设备相继制定和开发完成。可以说电视技术数字化,或电信技术数字化的时代已经到来。它不仅为电视技术的开展开辟了新的领域,也为电视与计算机的融合创造了条件。
电视监控数字化的进程已经在以下几个方面表现出来:
DSP的普通应用
各种视频设备普通地采用数字信号处理技术,这些设备的输入和输出仍为模拟视频信号,在机内将其转换为数字信号进行各种变换和处理,它们采用DSP和DRAM对信号进行并行和分时处理。也有许多设备开始采用数字输入和数字输出方式,如大屏幕展示的图像合成,切换,分配设备,远程监控设备等。这表明DSP技术和器件己趋于成熟。可视电话,电视会议得到了广泛的应用利用窄带介质,采用低数据传输动态图像的可视电话和电视会议是数字视频较为成功的实例。多媒体技术在电视监控系统中的应用基本上分两个方面,一是建立一个新的更为友好的人机交互界面,另一是对图像进行数字化处理和加工。在数字图像的局面上提取有用信息,进行传送和存贮。前者可以由传统的电视监控系统监控器加多媒体计算机来实现,其核心是GUI(图形用户界面)。但它仍是以前台管理为主的方式,主要功能是图像信号的分配,切换和前端设备的控制。后者是直接输入模拟视频信号,数字化后进行图像压缩,然后进行存贮,传输及相关的处理,这就是DVR(数字视频记录)和远程监控设备。在许多DVR设备中具有图像识别和特征提取的功能,通过图像分析实现运动探测和报警,控制相关的机构,使电视监控更具智能化。显然这种方式是以图像的后台处理为主的方式。以上两种方式可以容易地结合起来,也正在逐步地结合起来成为今后电视监控系统控制设备的主要形式。这些都说明了电视监控的数字化进程已经开始,并推动着电视监控技术从经典模式向以图像处理为核心的现代模式的转变。 数字监控系统的特点:
●网络化监控进入计算机网络,领导分控均在办公室电脑上实现。
●数字化监控图像,控制及报警信息数字化后进入计算机,可以充分利用高科技手段进行系统管理和图像处理。
●广域化可以实现全行业大范围内的监控报警联网。
●智能化通过软件对各种监控及报警信息,检测数据等进行智能化的分类处理,并可根据不同用户的要求确定监控报警操作流程。
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数字化监控系统的功能:
◆监控功能图像切换,多画面观看,云台及镜头控制,云台预置(64个预置位),电脑数字录像,管理及回收,图像清晰度(速度)调整。
◆报警功能报警输入,防火,防盗,环境温湿度,设备运行故障,事故等多种报警源。报警联动:一旦发生报警,系统将产生联动即自动录像,发警报,开灯,远程传输至接控中心,中心语音提示。多路接警:中心可同时接受多个变电站同时报警。
◆控制功能远程控制照明,空调,报警设防或撤防,前端故障远程复位,环境温度,重点部位温度测量。
◆管理功能值班人员及领导分控管理,系统运行日志,警情处理,网上分控优先权管理,确保系统安全运行。
网络数字摄像机
网络数字摄像机是集视频压缩技术,计算机技术,网络技术,嵌入式技术等众多先进的IT技术于一体的数字摄像设备。摄像机内置了图像传感器晶片,音视频压缩处理芯片,网络通信处理单元等部件,采用嵌入式操作系统,无需计算机的协助便可独立工作。网络数字摄像机有它的自己IP地址,可直接与以太网连接。它支持很多网络通信协议,如TCP/IP等,局域网上的用户以及INTERNET上的用户使用配套的客户端服务软件就可以根据IP地址对网络数字摄像机进行访问,观看通过网络传输的实时图像,还可通过对镜头,云台的控制,对目标进行全方位的监控。先进的网络数字摄像机还包含很多其它更有吸引力功能,例如运动探查,电子邮件警报和FTP报警等。网络数字摄像机的应用范围相当广泛,已逐渐成为安全防范,远程教学,远程展示,病房监护,社区服务等各方面广为采用的工具。尤其是在安全防范领域,网络数字摄像机以其优越的性能,再配以卓越的监控管理平台,使得安防系统得到了前所未有的发展,使网络化数字监控系统成为未来市场的发展趋势。网络数字摄像机应用于安防领域中时,结合专业的监控管理平台软件,便可组成为实用的网络化数字监控系统。网络化数字监控系统主要采用网络数字摄像机,监控计算机,以太网络及监控管理平台软件等组成。图中所有网络数字摄像机的视频信号和报警信号通过双绞线传送到监控计算机,由监控管理平台软件实现摄像机显示,录像,联动报警等功能。
数字监控系统的优点
与以往的监控系统相比,采用网络数字摄像机的网络化数字监控系统具有很大的优势和强大的功能。1,远端网络监视功能通过以太网络即可直接实现远端监控,可多人同时监控多个点,即时传输图像,无距离限制,可使用光纤远距离传输图像。2,大幅减少线材及成本通过现有的以太网络即可直接将网络数字摄像机既插既用连接成远端监控系统,省去了布线的环节,即无距离限制,又可大幅减少线材及人力费用,降低了成本。特别适合突发性非典疫区的临时远端监控。3,集成RS232/RS485通讯口便于扩充周边设备用户可自行选择通讯方式连接周边设备。如:全方位云台等。4,报警录像功能可设定当警报触发前后录像,便于回放。5,使用者需要权限及口令设定不同等级的使用者权限,不同使用者可获得不同的监控图像信息。6,画面设置功能可依应用环境不同自行设定显示画面的大小,解析度,压缩比等参数。7,报警功能配合网络摄像机I/O端子,可设定报警功能,联动录像,警报器,发送电子邮件等。8,系统扩充性高可在现有的以太网络上既插既用随时随地增减网络数字摄像机,以扩大或减小监控区域或地区。9,系统运行稳定网络数字摄像机是嵌入式设备,其稳定性明显高于DVR和CCTV设备。网络数字监控系统是今后的发展趋势目前,国内各大城市及地区间都在竞相铺设光纤网络,以满足计算机网络发展的带宽要求,大规模光纤网络的不断铺设不但使城市,城市间,区域间的信息通讯得到极大的改善,也使其他领域的资源配置和数据交流得到更加合理的改善和更新。骨干网络的技术发展有力的证明了IP网络技术的伸缩性和可扩充性,确定了IP网络架构技术在主干领域的主导地位。同时在硬件技术上也证明了光纤技术的主导特点。光纤与IP网络技术的成熟及表现出的诸多优势显示在未来的安防领域,它们将处于主导的核心地位。今天,现代的电子技术和多媒体通信技术已广泛运用于社会各行业。国家综合通信网络功能日臻完善,为整个社会的治安管理提供了现代化的技术手段,同时对各部门的协调性,一致性,提出了更高要求。一个智能化的多媒体监控系统是各行业安全部门对各重点部门或重要场所以及案件现场进行实时监控的物理基础,作为神经中枢的管理部门只有通过它获得及时准确的现场数据,图像或声音信息,对突发性异常事件过程进行及时的监视和记忆,为领导提供决策支持,才能高效,及时地指挥调度,布置警力,处理案件。因此,网络数字监控系统,一个划时代的革命已经到来。
七、浅析智能视频监控技术与应用
20多年来,视频监控系统经历了从第一代百分之百的模拟系统(vcr),到第二代部分数字化的系统(dvr/nvr),再到第三代完全数字化的系统(网络摄像机和视频服务器)三个阶段的发展演变。在这一过程中,视频监控系统与设备虽然在功能和性能上得到了极大的提高,但是仍然受到了一些固有因素的限制,其中既包含人类作为监控者自身在生理上的弱点,也包含视频监控系统配置和以及视频监控设备在功能和性能上的局限性。这些限制因素使各类视频监控系统均或多或少的存在报警精确度差、误报和漏报现象多、报警响应时间长、录像数据分析困难等缺陷,从而导致整个系统在安全性和实用性的降低。近年来,随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高,以及各种视频信息处理技术的出现,全程数字化、网络化的视频监控系统优势愈发明显,其高度的开放性、集成性和灵活性为视频监控系统和设备的整体性能提升创造了必要的条件,同时也为整个安防产业的发展提供了更加广阔的发展空间,崭新的应用模式和市场机遇不断涌现,而智能视频监控则是网络化视频监控领域最前沿的应用模式之一。智能视频的概念智能视频(iv,intelligentvideo)源自计算机视觉(cv,computervision)技术。计算机视觉技术是人工智能(ai,artificialintelligent)研究的分支之一,它能够在图像及图像描述之间建立映射关系,从而使计算能够通过数字图像处理和分析来理解视频画面中的内容。而视频监控中所提到的智能视频技术主要指的是:“自动的分析和抽取视频源中的关键信息。”如果把摄像机看作人的眼睛,而智能视频系统或设备则可以看作人的大脑。智能视频技术借助计算机强大的数据处理功能,对视频画面中的海量数据进行高速分析,过滤掉用户不关心的信息,仅仅为监控者提供有用的关键信息。智能视频监控以数字化、网络化视频监控为基础,但又有别于一般的网络化视频监控,它是一种更高端的视频监控应用。智能视频监控系统能够识别不同的物体,发现监控画面中的异常情况,并能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息,从而能够更加有效的协助安全人员处理危机,并最大限度的降低误报和漏报现象。在世界反恐斗争日趋严峻的今天,智能视频监控显然能够成为应对恐怖主义袭击和处理突发事件的有力辅助工具。此外,智能视频监控还可以应用在交通管理、客户行为分析、客户服务等多种非安全相关的场景,以提高用户的投资回报。智能视频的优势智能视频监控以普通的网络视频监控为基础,除了具备广为人知的网络视频监控的优势外,智能视频监控系统还能为用户带来更大收益:·24x7全天候可靠监控:彻底改变以往完全由安全工作人员对监控画面进行监视和分析的模式,通过嵌入在前端设备(网络摄像机或视频服务器)中的智能视频模块对所监控的画面进行不间断分析。·大大提高报警精确度:前端设备(网络摄像机和视频服务器)集成强大的图像处理能力,并运行高级智能算法,使用户可以更加精确的定义安全威胁的特征,有效降低误报和漏报现象,减少无用数据量。·大大提高响应速度:识别可疑活动(例如有人在公共场所遗留了可疑物体,或者有人在敏感区域停留的时间过长),在安全威胁发生之前就能够提示安全人员关注相关监控画面以提前做好准备,还可以使用户更加确切的定义在特定的安全威胁出现时应当采取的动作,并由监控系统本身来确保危机处理步骤能够按照预定的计划精确执行,有效防止在混乱中由于人为因素而造成的延误。·有效扩展视频资源的用途:将视频资源应用到非安全领域,如利用商场大堂的监视系统自动识别vip用户的特征,并通知客服人员及时做好服务工作;发现人群中有人不慎跌倒时,及时通知附近的商场工作人员提供帮助。此外,智能视频系统还可以帮助零售店的老板统计当天光顾的客户数量,用以分析销售情况等等。
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智能视频的主要潜在应用
智能视频的应用大体上可以分为安全相关应用和非安全相关应用两大类。安全类相关的应用是目前市场上存在的主要智能视频应用,特别是在911恐怖袭击、马德里爆炸案以及伦敦爆炸案发生之后,市场上对于此类应用的需求不断增长。这些应用主要作用是协助政府或其他机构的安全部门提高室外大地域公共环境的安全防护。此类应用主要包括:高级视频移动侦测(advancedvmd)、物体追踪(motiontracking)、人物面部识别(facialdetection)、车辆识别(vehicleidentification)和非法滞留(objectpersistence)等。除了安全相关类应用之外,智能视频还可以应用到一些非安全相关类的应用当中。这些应用主要面向零售、服务等行业,可以被看作管理和服务的辅助工具,用以提高服务水平和营业额。此类应用主要包括:人数统计(peoplecounting)、人群控制(flowcontrol)、注意力控制(attentioncontrol)和交通流量控制(trafficflow)等。
国内外智能视频市场概况
从市场的需求情况来看,随着反恐形势的不断严峻,智能视频监控系统正在越来越多的引起人们的关注,需求量处于不断上升的过程当中。从总体上看,国外的智能视频应用市场正在从“概念验证”阶段向“规模应用”阶段转化,智能视频已经慢慢开始形成为一个产业。在智能视频应用的概念模型出现后不久,一些国外的公司就已经开始着手研发相关的软硬件产品。例如,网络视频市场的全球领导厂商瑞典axis网络通讯有限公司就已经推出其智能视频产品,其中包括axis242siv视频服务器和axisivm120人数统计智能视频应用模块。axis242siv集成了专用dsp芯片(tidm642),具备强大的图像处理能力,并可支持第三方应用软件模块的运行和开发。axisivm120人数统计智能视频应用模块可以使视频监控设备通过对监控画面的分析自动为用户计算进/出特定区域的人数,能够有效帮助服务、零售等行业的管理者分析营业情况或提高服务质量。axis还计划在不久的将来推出更多智能视频应用模块,包括车牌号识别、非法滞留等等。与国外相比,国内的智能视频市场还有很大的差距,目前基本上还处于空白状态。一般在监控系统中提到的“智能视频监控”实际上还停留在普通的网络视频监控(ip监控、数字化监控)的概念上。但随着市场上开始出现了与国外类似的智能视频应用需求,已经有些国内厂商开始着手引进国外知名厂商的智能视频软硬件产品和技术,计划采用oem的形式在国内推出。
总结
智能化、数字化、网络化是视频监控发展的必然趋势,智能视频监控的出现正是这一趋势的直接体现。智能视频监控设备比普通的网络视频监控设备具备更加强大的图像处理能力和智能因素,因此可以为用户提供更多高级的视频分析功能,它可以极大的提高视频监控系统的能力,并使视频资源能够发挥更大的作用。为了推动智能视频产业的发展,达到多方共赢效果,需要将监控设备硬件供应商、智能视频软件供应商、分销商和经销商和系统集成商所有这些参与者合理的组织起来,使他们能够充分发挥各自的优势,创造出能够满足最终用户需求的全面解决方案。