视频监控技术的发展趋势分析

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监控设备在数据传输技术的改进,网络技术和带宽以及接入技术的演进,主要经历了三大发展阶段,即从模拟到数字再基于数字技术发展的网络视频监控。

(1) 模拟视频监控

模拟信号用于视频信号传输大多在90年代及以前,视频信号也多是由连续的模拟信号来进行发送的,所以,当时的视频监控也主要是依托CATV闭路电视的模式进行视频监控。由于需要采集和传输模拟信号,过远的距离将模拟信号传输很容易导致信号严重失真,质量下降,所以使用的距离短,属于一种只能是监控采集与监控播放设备互相之间不能相隔太远的固定视频监控系统。这样的基于CATV,由诸如监控器,录像机,摄像机等模拟信号采集播放设备组成。需要使用专用的传输线进行视频信号传输,如有线电视的同轴电缆来将监控端摄像机采集拍摄的画面直接传输到播放设备,视频矩阵主机对视频图像进行切换与控制,系统采用磁带式录像机进行视频录像,利用光端机在模拟光纤上进行视频传输。[2][4]随着用户需求的提升和数字编码技术的发展,模拟视频监控因为直接采集和传输模拟信号,所需数据量大,且传输能力和距离以及信息安全性,设备维护的难易程度,图像检索设备的复杂程度都显得不能满足行业的需求,所以将信号进行数字编码来进行传输的数字监控系统开始取而代之。

(2) 数字监控系统

到了90年代中后期,针对视频进行压缩然后编码传输并解码播放的技术和硬件针对性指令集优化快速提升,数字信号的应用越来越普遍,数字视频,音频已经开始在各行各业普及,取代过去的模拟信号传输方式,视频监控方面也一样如此。系统大体思路仍旧是部署一个或几个摄像头采集数据,监控人员收看传回的图像,但是控制主机保存的是数字信息的视频数据,将其保存或缓存于硬盘中,传输方式也是传输一些根据相关编码规则排列的二进制或其他进制数据,数字视频保存信息和传输信息的方式更安全和高效,画面也能更加清晰,数据在中心显示器上经过数模转换显示监控图像。同时其他局域网用户可以通过网络交换和路由设备连接进入局域网,读取主机上的存储设备来查看监控录像,系统在传输距离和保真度上的改善很大,现场操作也极其方便,有搭建联网系统的结构简单,存储介质较稳定和安全,传输过程的控制简单等特点,对多任务和大规模应用监控的灵活度和便携性不足,该系统以监控为目的而言,发展已经相当成熟,潜力不够大,提升空间已经不多。

(3)网络监控系统

以上提到的两种视频监控本质上都是互相联网的,也可以说是网络监控的一部分,但是到21世纪之后,计算机网络和移动通信技术的发展使得有线视频监控逐渐不能满足人们的需要,有线网络的百兆千兆网口和网线进入大多数家庭与企业,有线网络的发展促使更多无线通信技术应用到视频监控中来,产生基于各种无线接入与实时网络协议的无线视频监控系统。相对于过去的数字视频监控和模拟视频监控来说,新时期的无线的网络视频监控结合过去监控技术的特点,也采用了更新的技术和方法,系统最初就利用数据流量网络也相当于是2.5G通信技术的GPRS/Edge来进行视频传输。通过可以随时连接互联网的移动数据网络将一个或多个地点的视频画面传输到监视中心甚至是其他可以联网并接入进来的智能手机等终端上随时查看。

从目前来看,现在的网络监控强调的便是即时性,智能性和灵活性,总结地说监控发展能快速地发展壮大主要是因为:如网络视频相关的视频网站不断发展壮大,直播行业快速兴起、视频编码技术和开源SDK越发多样和高效、无线交换机/路由器提供的接入带宽和提供的局域网速度不断提升,其中移动终端的性能提升和网络速度升级可以说是无线移动视频监控快速成长的重要因素。当前随着CPU,GPU,内存等半导体芯片性能技术的提升,移动端与PC桌面端,也可以说是CISC的X86与RISC的ARM高性能芯片(cortex-A系列)在功能方面更加接近,移动端的手机平板性能进步神速,在通用OS生态方面,各主要生态圈完备的操作系统如Android/IOS不断改进和完善。使得视频监控采用的实现方式和功能不断多样化和简单化。

视频监控国内外发展现状

国外的发展情况:部分国外运营商如欧美这些网络技术普及度高的地区,较早在视频监控的发展大潮下开展各种相关业务,他们开始为个人与企业提供丰富多样的视频监控服务,推动了视频监控的发展。其中成立于1877年长期垄断美国本地和长途电信业务的老牌通信企业AT&T(美国电话电报公司),也是美国最常见的四大运营商之一,近20年来,凭借着它在互联网、电信业务等网络基础设施上的优势,其通信服务覆盖世界各地的个人,企业,政府部门,并为客户提供PC或手机平板这种移动终端上的视频监控应用,使用户可以通过自己的PC或者手机移动端平台设备实现远距离的视频通信,从而实现随时随地无地域距离视频监控,此外,AT&T公司还将视频监控与自动报警结合,用户可远距离使用他们的联网设备接收来自家中视频信息,一旦通过视频发现危急情况,用户可以直接远程发送报警信息。[5]法国电信主打小型web摄像机,强调最小的网络监控,英国电信则将视频监控融入其数字家庭业务中,与我们隔海相望的日本著名运营商NTT docomo利用其智能手机通信业务量大的优势,开发了i-mode系统,可以将通信设备与智能家用电器联网实现全方位监控,相当于一种物联网功能的发展。除此之外,为视频监控系统做出贡献的移动通信公司,安防公司与运营商还有很多。

在国内,面对基于数据网络的视频监控拥有的巨大前景,运营商和相关安防公司自然不会坐视不理,他们都也都推出了类似的视频监控服务和监控产品。因为视频监控多用于安全领域,很多国内安防解决方案公司也进行了视频监控项目的研发,也有相当多的方案。其中杭州的海康威视是比较广为人知的,海康威视也是目前国内安防领域尤其是视频监控领先企业,网上可以查找到不少该公司的视频监控方案代码,另外一个名字叫"随身眼",是华师大研发设计的监控产品。位于杭州的海康威视对终端视频监控的视频编解码支持采取两种方式:一是将监控终端设备安装有相应的解码插件,可以支持大多数设备流的数据的解码;二是直接为接收终端提供相应的软件解决方案,支持中小规模的终端设备监控应用。[6]"随身眼"则是面向普通个人,小型企业和普通商铺应对日常安全防范,打造的性价比便携式产品。而在运营商方面,中国电信率先推出"全球眼"视频监控业务,之后中国联通一口气推出了"宽视界"、"神眼"两个视频监控业务,最后是中移动部署的"守望者"视频监控系统,这些公司与运营商案例都是终端无线视频传输与监控服务业务的成功应用案例。