IP浪潮背后 視頻監(jiān)控系統(tǒng)云計算發(fā)展趨勢

眾所周知，網(wǎng)絡化、高清化、智能化是近幾年視頻監(jiān)控發(fā)展主要的三大趨勢。整體安防行業(yè)的發(fā)展，無論是在應用上如智能交通、平安城市、銀行系統(tǒng)、公檢法系統(tǒng)、其他專業(yè)行業(yè)系統(tǒng)，甚至民用系統(tǒng)如社區(qū)、樓宇等，還是在技術發(fā)展，諸如百萬像素、HD-SDI、編碼技術、錄像存儲技術、視頻的智能分析、VMS視頻管理系統(tǒng)等也基本上以此趨勢為主要演進的方向。

不過隨著新技術日新月異的更新?lián)Q代，以及行業(yè)之間的壁壘的消除，尤其是安防與IT技術、與通信技術、與網(wǎng)絡技術等的融合，整體安防視頻監(jiān)控也發(fā)生著巨大的變化，對原有安防行業(yè)的廠家提出了更高的要求，新的廠家尤其是在IT技術諸如網(wǎng)絡、云計算等方面有著天然優(yōu)勢的廠家的進入，在這樣的新技術發(fā)展趨勢和應用需求下，將一方面推動視頻監(jiān)控在應用、技術、產(chǎn)品和解決方案的更新?lián)Q代，另外一方面在視頻監(jiān)控新發(fā)展的浪潮中覓得新的發(fā)展良機。

事實上，隨著IP技術和視頻管理軟件平臺的快速應用，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控行業(yè)尤其是以模擬攝像機加DVR，或者網(wǎng)絡攝像機加NVR的傳統(tǒng)架構下的產(chǎn)品和解決方案正發(fā)生著巨大的變革。新的技術變革，不僅僅快速提升了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的質量如更高的像素、更寬的監(jiān)控范圍，更高的解析度等，而且也在創(chuàng)造了新的應用，并擴展了傳統(tǒng)的安防行業(yè)的范圍。

IP浪潮無一避免，軟件革命改變世界，IP與軟件也正在快速改變著傳統(tǒng)的安防行業(yè)。本文對安防行業(yè)視頻監(jiān)控面對新的技術和應用需求這樣的大背景下，所產(chǎn)生的發(fā)展趨勢以及自身發(fā)展的要求做一簡要分析。

視頻監(jiān)控更需要關注圖像質量

高清化的發(fā)展趨勢使得無論是最終客戶、設備廠家或者工程商等言必稱“百萬像素”，“千萬像素”。在過去的幾年，HD高清和百萬像素攝像機是所有人關注的寵兒，幾乎每個廠家都會在自己的產(chǎn)品列表里加上“高清”和“百萬像素”的產(chǎn)品，否則顯得不跟上潮流。事實上，也的確如此，按照新的預測統(tǒng)計數(shù)據(jù)，到2015年，將會有超過70%的網(wǎng)絡攝像機全部為百萬像素以上的解像度。換句話說，行業(yè)內(nèi)也達成一個基本常識，只有達到百萬像素才可以解決視頻監(jiān)控目前的需要。

在這樣的趨勢下，設備廠家你方唱罷，我登場。芯片廠家如美光/Aptina、索尼/Sony、Ominivision、松下等CMOS/CCD感光元器件廠家不斷推出130萬、200萬、300萬、500萬、800萬以及1000萬以上級的CMOS產(chǎn)品，國內(nèi)廠家也陸陸續(xù)續(xù)推出同類級別的網(wǎng)絡攝像機產(chǎn)品。而在國外，Arecont Vision推出了2千萬像素的攝像機，Dallmeier甚至推出了2萬萬像素（2百百萬）的攝像機產(chǎn)品，使得安防攝像機從百萬像素MEGAPIXEL）時代進入百百萬像素GIGAPIXEL時代。

這樣的一種趨勢下造成了整個行業(yè)的一種錯誤導向，那就是“更高的像素就是更好的圖像質量”，片面地追求高像素。視頻監(jiān)控要解決的是看得到，看得清楚。清楚二字一方面是說要有更高的像素看到細節(jié)，即較高的解像度，另外一方面其實是關注圖像的質量如色彩、照度、寬動態(tài)等。所以，圖像質量不僅僅取決于像素點，還取決于圖像處理技術（如圖像矯正、圖像處理、灰階處理、伽瑪調整、2A算法等），以及高品質鏡頭等。

因此，在現(xiàn)有百萬像素成熟產(chǎn)品和技術基礎之上實現(xiàn)百萬像素高清高畫質將是高清化發(fā)展下的新的要求。有些廠家已經(jīng)開始關注到這一趨勢，除了推出更高像素的攝像機產(chǎn)品外，將更多的精力放在了提升圖像畫質方面。

應用決定趨勢。對于大多數(shù)情況下的視頻監(jiān)控應用，并非一定要非常高的像素，比如智能分析，人臉識別，或者車牌識別等只要能夠有較高的識別準確率即可，并非更高的像素就會有更好的效果。到目前為止，高像素攝像機的需求量也并沒有隨著市場的增長而快速增長。所以，簡單地說，高像素攝像機某種程度上并非技術問題，而是市場問題。

基于此趨勢，需要設備廠家開始投入更多的關注于圖像質量，并提高同等像素條件下產(chǎn)品的差異化和性能，比如低照度、3D降噪處理、寬動態(tài)等。如網(wǎng)絡攝像機的領導廠家如AXIS推出的P-Iris鏡頭技術就是基于此，同方推出的網(wǎng)絡高清攝像機相對其他傳統(tǒng)廠家也在此方面有很大的提升，尤其是照度補償、實時寬動態(tài)等方面做得非常細致。

短期內(nèi)基于同軸的高清無法挑戰(zhàn)IP高清

在過去的兩年里，高清領域出現(xiàn)了一個新的應用技術，基于同軸的高清HDOverCoax，這個借鑒于高清數(shù)字廣播領域內(nèi)的數(shù)字傳送技術，并且基于推廣此技術在視頻監(jiān)控領域內(nèi)應用的聯(lián)盟組織如HD-cctv隨之建立。兩年的發(fā)展，HD-cctv并沒有快速的發(fā)展起來，并非技術的問題，主要是應用上存在的巨大問題。HD-cctv的產(chǎn)品如HD-cctv攝像機、DVR等將不會對整體安防行業(yè)向網(wǎng)絡化發(fā)展產(chǎn)生重大的影響，將會在局部應用場景下對網(wǎng)絡視頻監(jiān)控進行補充。

在過去的一年多，除HD-CCTV系產(chǎn)品外，新的同軸高清產(chǎn)品如HD-SDI、SLOC（Security Link over Coax）等也逐漸推出市場，據(jù)統(tǒng)計，同軸高清的產(chǎn)品的銷售額并沒有更大的增長。HD-CCTV產(chǎn)品、HD-SDI產(chǎn)品以及SLOC產(chǎn)品都是期望于基于模擬視頻監(jiān)控的同軸電纜上傳輸高清數(shù)字信號。目前相對比較成熟的攝像機方案也陸續(xù)量產(chǎn)，各大廠家也都推出了類似的產(chǎn)品和解決方案。

長期來看，由于同軸高清產(chǎn)品采用和原有的模擬監(jiān)控相同的傳輸介質和網(wǎng)絡架構，因此同軸高清產(chǎn)品尤其是HD-SDI系列的產(chǎn)品包括攝像機、DVR、編解碼器、管理平臺、HD-SDI光端機等可能會在傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控向高清發(fā)展上有較大的機會和潛力。但是到目前為止，由于存儲、成本、傳輸距離、系統(tǒng)兼容性等諸多因素極大地限制了基于同軸的高清產(chǎn)品的快速成長。也就是說，在短期內(nèi)，同軸高清產(chǎn)品基本上不會對網(wǎng)絡IP高清產(chǎn)生太大的影響。

基于同軸的高清產(chǎn)品的進一步發(fā)展必須要解決如下三大問題：

首先，標準化的問題。隨著ONVIF和PSIA標準的日趨完善和成熟，越來越多的廠家都加入了這兩大組織，基本上解決了網(wǎng)絡攝像機的標準問題。而對于目標是替換原有模擬監(jiān)控產(chǎn)品的同軸高清產(chǎn)品，多廠家、多品牌之間的兼容性一定是必須要解決的問題。

目前，除了HDcctv聯(lián)盟組織之外，幾乎沒有一個完整的標準組織來定義HD-SDI的產(chǎn)品接口、技術發(fā)展、兼容性問題等。

其次，存儲成本過高的問題。HD-SDI的優(yōu)勢就是其無壓縮的高清視頻，這同時也對大容量存儲以及存儲成本提出更高的要求。目前基本上還是以硬盤存儲為主，而僅僅以硬盤作為主要存儲介質對于1080P或者720P的無壓縮高清實時視頻顯然無法滿足的。

最后是市場的選擇問題。目前，網(wǎng)絡高清產(chǎn)品整體的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)非常成熟，無論是前端產(chǎn)品，存儲設備，還是管理設備行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈比較完全，整體解決方案的成本相對同軸高清有著巨大的優(yōu)勢。市場上的認可和培育將是同軸高清產(chǎn)品需要解決的另外一大問題。

基于云計算技術架構的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控成為未來發(fā)展的主要趨勢

最近幾年在IT領域發(fā)生著最大的技術革命，即云計算技術。基于云計算技術這一新的IT服務的架構和實施，所有的IT基礎設施將被虛擬化，僅根據(jù)用戶的需要，通過互聯(lián)網(wǎng)提供所需要的軟件、數(shù)據(jù)和存儲等服務，用云計算的語言就是：SaaS，軟件即服務，PaaS，平臺即服務，IaaS，架構即服務。

云計算技術將對網(wǎng)絡視頻監(jiān)控應用帶來革命性的變革，即視頻即服務，VSaaS。這對用戶而言，將極大地減少用戶學習IT技術的巨大壓力，另外后端存儲等設備對于用戶將不再可見，所以避免了需要專人進行設備維護的巨大投入。

眾所周知，實時視頻是視頻監(jiān)控的主要特征，而滿足這一特征的代價就是對網(wǎng)絡帶寬和存儲的高要求。隨著網(wǎng)絡技術諸如EPON、GPON等的FTTH、FTTB光纖到戶網(wǎng)絡的快速部署，3G、4GLTE、WIFI等無線寬帶技術的應用，以及編碼壓縮技術的優(yōu)化，帶寬問題將不再是主要問題。而云化的存儲解決方案將對用戶提供海量的存儲服務。虛擬化、負載均衡以及網(wǎng)格計算等技術在后端部署，將極大地解決存儲的問題。

目前，基于云計算技術的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的架構、部署、產(chǎn)品、管理、安全保障、運營等已經(jīng)成熟，尤其是在歐美等國家正以每年20-30%的速度增長。國內(nèi)以同方云計算、華為、中興等廠家也開始在部分區(qū)域部署基于云計算架構的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控產(chǎn)品。目前的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的云計算架構主要以“私有云”的方式進行，隨著中國電信、中國移動和聯(lián)通等在平安城市、數(shù)字城市和智慧城市的投入，視頻監(jiān)控的“公有云”也將逐步走入民用安防，如中小型企業(yè)、連鎖企業(yè)和個人用戶等。

除此之外，雖然智能化是視頻監(jiān)控的趨勢之一，智能分析一直是發(fā)展熱點，但從未很好的實現(xiàn)，原因就是缺乏良好計算的基礎，如網(wǎng)絡攝像機或者NVR的CPU技術能力等。而基于云的視頻分析將為此提供最好的平臺和計算能力。

只有通過在云端對視頻進行內(nèi)容分析，用戶才能夠借助巨大的虛擬計算能力來對海量信息進行分析，如進行人臉統(tǒng)計、計數(shù)、基于特征的快速搜索等智能功能。這種應用也被稱之為架構即服務IaaS（InfrastructureasaService），這也是IaaS在網(wǎng)絡視頻監(jiān)控領域的主要應用。在IaaS之上，基于云計算架構的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控可以為用戶提供易于擴展的海量存儲空間和無可限量的計算能力。

云計算提供的技術能力將實現(xiàn)用戶終端即網(wǎng)絡攝像機的即插即用，隨需配置的需求，即VSaaS功能。根據(jù)根據(jù)用戶自己的需求配置存儲空間，錄像計劃以及移動應用，真正實現(xiàn)了根據(jù)需要的任何地方，任何時間的隨意訪問。

顯然，網(wǎng)絡的方便性必然會對視頻數(shù)據(jù)的安全性帶來要求。實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全的服務PaaS，云計算平臺之上的安全功能將會更加完善，尤其是可以彌補目前的網(wǎng)絡攝像機監(jiān)控幾乎不設防的漏洞。可以通過在網(wǎng)絡層采用IPSec或者在傳輸層采用TLS對傳輸數(shù)據(jù)實現(xiàn)安全加密，在應用層采用S/MIME機制的端到端加密，傳輸過程中采用RSA對對話進行加密，而傳輸?shù)膬?nèi)容則可以采用DES、3DES、AES等算法加密。

而數(shù)據(jù)存儲可以采用3DES、AES或者SM1等算法進行加密。比如同方推出的系列安全加密攝像機則更進一步，采用支持128位SM1，SM2，DES/3DES對稱加密算法，傳輸過程采用1024位的RSA算法，支持符合PKCSII標準PADDING方式。簽名算法支持1024位RSA算法，雜湊算法支持HASH包括SHA-1，MD5，SCH等，來保證數(shù)據(jù)安全。

軟件系統(tǒng)的友好性欲兼容性

注重用戶接口User Interfaces和現(xiàn)場集成能力Field Integration視頻管理軟件或者平臺（VMS）的用戶界面將更加友好和方便，行業(yè)應用更加集中。

對于現(xiàn)有的已經(jīng)部署的VMS廠家而言將下來將面臨兩大主要問題，一是將面臨新的應用需求，如最新國標SIP的支持，開放接口等；其次是逐步降低部署的難度，逐步向普通用戶進行裁剪，以覆蓋更多的用戶。這必然要求VMS必須具有良好的可擴展性，彈性，也對VMS廠家的技術能力提出了更高的要求。

目前VMS的主要發(fā)展方向是“開放Openness”，兼容性要很好。除此之外，VMS未來的發(fā)展需要解決如下的三大問題：

首先是更加友好的用戶界面。更進簡潔和方便、美觀的用戶界面實際上已經(jīng)成為了VMS發(fā)展過程中諸多廠家越來越關注的重要方面。要使得用戶用起來方便，學習起來更容易上手并不是一件輕而易舉的事情。

其次是移動應用。比如對移動終端平臺IOS，Android等的支持。移動應用的良好支持是滿足客戶對于遠程監(jiān)控需求的必須之路。但是這不是傳統(tǒng)的安防廠家的優(yōu)勢。對于新進入的設備制造商，尤以IT類廠家，和對移動平臺開發(fā)有研發(fā)能力廠家不啻于一個重要的發(fā)展機會。

最后是現(xiàn)場集成。良好的集成性不僅僅體現(xiàn)在一個開放的接口，比如對三大安防系統(tǒng)：防盜報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)的完美集成，此外VMS必須更有良好的現(xiàn)場集成能力。

所謂現(xiàn)場集成能力就是應用于安防領域的VMS能夠有良好的接口或者通過完善的SDK，或者通過其他標準接口接入其他行業(yè)的管理平臺之中的能力。比如和計費系統(tǒng)、用戶管理系統(tǒng)以及各行業(yè)應用系統(tǒng)的集成能力。

其他技術也在隨需而變，比如超越H.264的更有效率的編碼方式，能夠提供更為有效率的編碼和壓縮，減少存儲空間和對帶寬的要求。比如應用H.264高級模式，H.264SVC的開始使用，新的編碼如WebM，HEVC，以及國內(nèi)的AVS等編碼技術都將成為關注方向。

安防監(jiān)控數(shù)字化、網(wǎng)絡化發(fā)展的方向，越來越明確清晰，這個變化，對用戶帶來的直接影響就是拉近了用戶端和監(jiān)控前端的距離感。結合了安防技術、物聯(lián)網(wǎng)技術和云計算技術的“同方云安防整體產(chǎn)品和解決方案”將產(chǎn)生出更加創(chuàng)新的安防產(chǎn)品和應用，并將領導整個安防行業(yè)的發(fā)展。

來源：中安網(wǎng)

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