云里“物”里看安防

??????? 摘要：本文立足于回顧數字監控歷史，分析其發(fā)展過(guò)程中出現的問(wèn)題，展望其更加廣闊的未來(lái)前景。希望通過(guò)這樣的分享，能夠使業(yè)界人士對于以數字監控為主導的安防系統的發(fā)展方向有所把握。

　　回顧二十一世紀IT領(lǐng)域的重大成就，數字安防領(lǐng)域不能不給于濃墨和重彩。作為一個(gè)不斷發(fā)展、不斷壯大并且不斷進(jìn)取的新興行業(yè)，中國的安防行業(yè)也已邁過(guò)二十多年的歷程，特別是進(jìn)入數字安防的十幾年里，其不俗的表現和驕人的業(yè)績(jì)令世人所矚目。中國的企業(yè)在數字化的機遇中找到了自己的位置，首先是作為技術(shù)的跟蹤者切入市場(chǎng)，繼而轉為技術(shù)的先導者更新產(chǎn)品，最終成為技術(shù)的創(chuàng )新者以打造具有特色化的系統。具有自主品牌和自主知識產(chǎn)權的數字安防產(chǎn)品和系統不僅在國內市場(chǎng)上取得絕對優(yōu)勢，在國際市場(chǎng)上也經(jīng)受住了考驗和洗禮，并全面融入全球數字安防的大潮之中。

　　監控在安防行業(yè)中處于至關(guān)重要的地位，而其數字化歷程和發(fā)展直接決定了數字安防領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)走向，因此對于數字監控未來(lái)趨勢的探討有助于全面了解當前多種技術(shù)的前景和發(fā)展重點(diǎn)。數字監控領(lǐng)域具有技術(shù)密集型的特性，已經(jīng)成為眾多綜合技術(shù)的推進(jìn)器，如視頻、音頻、語(yǔ)音、遙測、遙感等等應用，其中數字視頻監控更是獨領(lǐng)風(fēng)騷，日新月異。數字監控的發(fā)展既在縱向加深了以公共安全與防護為核心的產(chǎn)業(yè)結構的價(jià)值體系的完善，也在橫向開(kāi)拓了與安防息息相關(guān)的各級網(wǎng)絡(luò )保證系統的健全。

　　筆者十年來(lái)從事數字視頻監控領(lǐng)域DSP的業(yè)務(wù)拓展工作，有幸成為中國數字監控產(chǎn)業(yè)發(fā)展的親歷者?？吹秸麄€(gè)行業(yè)從小到大，蓬勃發(fā)展且蒸蒸日上的發(fā)展勢頭，不禁頗有些感慨，更有所感悟。本文立足于回顧數字監控歷史，分析其發(fā)展過(guò)程中出現的問(wèn)題，展望其更加廣闊的未來(lái)前景。希望通過(guò)這樣的分享，能夠使業(yè)界人士對于以數字監控為主導的安防系統的發(fā)展方向有所把握。

　　“云來(lái)物往”之前世今生

　　雖然人類(lèi)在大自然的進(jìn)化中最終成為世界的主宰，但是不安全感總是與人類(lèi)相伴，所以安全和防護的需求從古代延續到了現代，只是所采用的手段不同而已。隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，人們的安防措施不斷提高，特別終于可以實(shí)現自動(dòng)監視和干預，便是指成為一種極其有效的技術(shù)手段，也就圓了不知多少代人的夢(mèng)想。數字視頻監控有如一片“祥云”，能夠使萬(wàn)事萬(wàn)物都一目了然，然而其發(fā)展進(jìn)程卻經(jīng)歷了由緩而快，到高速迅猛發(fā)展。

　　縱觀(guān)數字視頻監控的技術(shù)演進(jìn)階段，如圖1所示，按照時(shí)間和特性的推進(jìn)而上升。我們可以看到不同階段的產(chǎn)品和系統各有其局限和特性，并從低向高不斷演進(jìn)，最終在云計算和物聯(lián)網(wǎng)的應用上實(shí)現了大融合。

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　　最早的視頻監控就是閉路電視，可以觀(guān)察和跟蹤現場(chǎng)的任何活動(dòng)，但是直到有錄像設備(VCR)才有真正意義的視頻監控系統。因為采集視頻進(jìn)行存儲以便追溯才是監控的實(shí)質(zhì)，沒(méi)有VCR的電視無(wú)異于一套電子鏡子。這種系統可稱(chēng)為模擬CCTV，曾經(jīng)存在了相當長(cháng)的時(shí)期，但由于屬于封閉系統，即使可通過(guò)視頻矩陣設備支持多通道，但范圍非常有限，因此離網(wǎng)絡(luò )化還相去甚遠，更何況成本過(guò)于昂貴。所有這些不足使得人們有所期待，對數字技術(shù)寄予了更多的期望。

　　數字監控隨著(zhù)數字時(shí)代的到來(lái)已全面展開(kāi)，然而視頻監控的數字化卻沒(méi)有如門(mén)禁、消防、遙測等其它安防設備那么迅速，直到硬盤(pán)錄像機(DVR)的出現。DVR首先是解決了對模擬攝像機視頻信號的數字化壓縮，并以數據格式存儲在硬盤(pán)上。這種數字系統可稱(chēng)為CCTV+DVR，最初的DVR產(chǎn)品形態(tài)為在PC機上插視頻壓縮卡，后來(lái)的嵌入式DVR產(chǎn)品為以視頻壓縮處理器和主處理器CPU一體化設備。無(wú)論哪種DVR都可支持系統網(wǎng)絡(luò )化，并且單臺就可支持多個(gè)數字視頻通道，于是系統成本也大大降低。值得一提的是，在數字視頻產(chǎn)品推出之初，圖像質(zhì)量還是強差人意的MPEG1壓縮格式，分辨率僅為CIF，即VCD式的水平，所以難以取代模擬CCTV。之后也有基于MPEG2的產(chǎn)品可達到D1，即DVD式的水平，但所需要存儲的數據量太大，若進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )傳輸則需太大帶寬，所以難以普及。

　　數字視頻技術(shù)的提升為DVR的發(fā)展開(kāi)辟了道路，這就是MPEG4壓縮技術(shù)的興起，以及H.264壓縮技術(shù)后來(lái)居上。而促成這一進(jìn)程的重要因素就是通用媒體處理器的出現，而其中的佼佼者就是TI公司的DM系列平臺。由于數字視頻壓縮需要很大的計算量，所以需要采用嵌入式的高速處理器。由于廣電的需要，MPEG1和MPEG2都有專(zhuān)用芯片，只是解碼因需求大相對便宜，而編碼則較為昂貴。之后面向MPEG4開(kāi)始有一些專(zhuān)用芯片問(wèn)世，但由于當時(shí)的數字視頻編解碼標準還在不斷完善，而對于監控和有些特殊要求，所以高集成度的通用媒體處理器就應運而生。DM642是第一顆集成多個(gè)視頻接口的通用DSP，已經(jīng)退出就迅速稱(chēng)雄于數字視頻監控市場(chǎng)，并在中國創(chuàng )造出連續數年上百萬(wàn)片年銷(xiāo)量的奇跡。DM642也為許多中國企業(yè)趕超國際水平鋪平了道路，實(shí)現了由MPEG4到H.264技術(shù)的飛躍，特別是具有中國自主知識產(chǎn)權的AVS也因之得到發(fā)展，從而使中國在高級數字視頻編解碼技術(shù)上有了話(huà)語(yǔ)權。

　　TI憑借DM642和隨后推出的達芬奇(Davinci)系列媒體處理器，在數字視頻監控的各個(gè)階段都扮演了舉足輕重的角色。隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)的普及和深入人心，網(wǎng)絡(luò )化成了數字監控的趨勢，監控系統需要支持網(wǎng)絡(luò )存儲，并且對于網(wǎng)絡(luò )能力有了更高的要求，同時(shí)每通道成本要處于較低的水平，于是混合IP和CCTV的系統開(kāi)始成為主流。隨著(zhù)以網(wǎng)絡(luò )攝像機技術(shù)日趨成熟，并且以SOC單片媒體處理器系統為主力的DM6446和DM36x平臺促進(jìn)了100%基于IP的網(wǎng)絡(luò )攝像機IPNC的廣泛應用，通過(guò)軟件密集度的提高， 視頻可智能化的實(shí)現，通道成本再降低，以及采用網(wǎng)絡(luò )以太網(wǎng)低供電等低功耗方式。至此，數字視頻監控系統在結構上由集中式過(guò)渡到分布式，這就使得專(zhuān)用的產(chǎn)品形態(tài)成為通用的產(chǎn)品形態(tài)。如果說(shuō)，從前監控是獨立的一多多的“云”，所能采集的場(chǎng)景“物”的信息較為有限。那么通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )的監控系統可以連成一大片的“云”，而IPNC可以部署到各個(gè)角落而使“物”的信息隨時(shí)隨地被傳輸出去，這無(wú)形中就成為了一個(gè)籠罩一起的大網(wǎng)，也就帶來(lái)了不少新的課題。

　　當更多的實(shí)時(shí)視頻監控信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接，首先出現的就是網(wǎng)絡(luò )安全性問(wèn)題，畢竟監控涉及到私密和私隱;其次就是視頻影響存儲和管理，否則監控信息也不能發(fā)揮應有的作用;第三需要提高智能視頻的實(shí)用性，否則更多的人為干預不利于提高監控效率。似乎是不經(jīng)意間，卻也是必然趨向，數字視頻監控向上與云計算的視頻網(wǎng)絡(luò )這巨性的“云”走向融合，可謂“頂天”;向下與視頻物聯(lián)網(wǎng)終端結合實(shí)現“物”的可視化，可謂“立地”。視頻監控在海量云存儲、智能規?；?、終端微型化方面、物物可視化、超低功耗化可以越走越遠，從而全面改變數字監控系統的理念，進(jìn)而改變整個(gè)安防產(chǎn)業(yè)的格局。