化解數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)“障礙”！

    隨著視頻監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)的不斷發(fā)展，通過無所不在的監(jiān)控攝像機將有助于安防人員處理、顯示、評估并存儲大量視頻內(nèi)容。然而如何將操作人員從繁重的監(jiān)控工作中解放出來，成為當(dāng)前化解視頻監(jiān)控技術(shù)障礙的重點。隨之而來的視頻智能分析技術(shù)將更好的解決這一難題。

    針對安全監(jiān)控系統(tǒng)而言，主要任務(wù)就是需要一種低成本方式，在幾小時、幾天、幾周乃至幾個月的時間里實現(xiàn)視頻影像的傳輸、存儲以及搜索。就此，隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷發(fā)展，安全監(jiān)控行業(yè)正經(jīng)歷著重大技術(shù)提升。

    其發(fā)展主要表現(xiàn)在：數(shù)百萬像素的低成本數(shù)字?jǐn)z像機不斷涌現(xiàn)；低成本高清（HD）監(jiān)控器的出現(xiàn)，具有壓縮協(xié)處理器的新型DSP的推出；IP技術(shù)的普及與統(tǒng)一站點網(wǎng)絡(luò)融合；以太網(wǎng)供電（PoE）技術(shù)推進(jìn)成本下降，且不用再為每個攝像機配備電源；以及大容量存儲設(shè)備成本下降等。此外，內(nèi)置計算功能的新一代智能攝像機已經(jīng)上市，可執(zhí)行視頻分析功能，并承擔(dān)一定處理任務(wù)，將操作人員從繁重的監(jiān)控工作中解放出來。

    這些重要技術(shù)的發(fā)展將有助于安防人員處理、顯示、評估、存儲大量視頻內(nèi)容，而這些視頻是通過無所不在的監(jiān)控攝像機透過各類網(wǎng)絡(luò)收集而來的。

    一、帶寬、延遲以及存儲容量仍然是主要技術(shù)難題

    安全技術(shù)人員很清楚地認(rèn)識到，監(jiān)控視頻與“好萊塢大片”式的視頻完全不同，不是在攝影棚里拍攝的。安全監(jiān)控攝像機通常工作在光照較暗、對比度較低的環(huán)境下，而且攝像機所在位置通常對捕獲目標(biāo)區(qū)域都不是非常理想。

    非常幸運，安全監(jiān)控系統(tǒng)的主要目標(biāo)是人員、物體或特定區(qū)域，因此通常不需要廣播級的影像質(zhì)量。針對高端應(yīng)用而言，系統(tǒng)或許需要較高分辨率進(jìn)行捕獲與讀取某些信息，如在惡劣環(huán)境下捕捉并讀取行駛車輛的車牌號。

    北美電視標(biāo)準(zhǔn)幀速率為每秒30幀，有源影像分辨率為720X480像素。安全監(jiān)控系統(tǒng)的分辨率與幀速率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于該標(biāo)準(zhǔn)，因為其根本不需要捕獲所有細(xì)節(jié)。這樣就具有獲得存儲與通道密度等優(yōu)勢。因此，許多模擬安全監(jiān)控系統(tǒng)的運行幀速率僅為7.5FPS，影像分辨率則僅為352X288像素（CIF標(biāo)準(zhǔn)）。

    通過降低幀速率或分辨率，在一定帶寬下甚至可支持四個攝像機影像，而不僅是一個。如果同時降低幀速率與分辨率，正常情況下，一個攝像機影像所占帶寬就可支持16個攝像機的影像。當(dāng)然，節(jié)省帶寬也是有代價的，即影像質(zhì)量下降。在幀速率為7.5FPS時，畫面可能會不流暢，在影像分辨率為352X288像素時，細(xì)節(jié)可能比較模糊，不過操作人員通常仍可分辨出場景內(nèi)容。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，通常要通過降低幀速率或分辨率或同時調(diào)低這兩個參數(shù)，來實現(xiàn)降低成本的目的。

    新型攝像機技術(shù)改進(jìn)了壓縮方法，并采用更低成本存儲設(shè)備。這樣，系統(tǒng)就可支持更高的幀速率與分辨率，通�？蛇_(dá)720X480全像素分辨率與30FPS幀速率。若有需要，新型系統(tǒng)也可通過編程采用較低的幀速率或分辨率降低成本。

    安全監(jiān)控系統(tǒng)的另一關(guān)鍵要求就是低延遲，延遲涉及兩方面內(nèi)容，一是視頻顯示在顯示器上所需時間，二是攝像機平移與縮放某一可疑事件的速度。實時視頻監(jiān)控有時會因延遲較長而受影響，導(dǎo)致操縱桿控制與攝像機的移動不同步。之前，模擬電視系統(tǒng)的發(fā)射延遲總是要比IP視頻系統(tǒng)好。要想降低數(shù)字視頻延遲，就應(yīng)解決以太網(wǎng)多變的延遲與損失問題，還要解決視頻編碼與解碼本身造成的延遲。通常情況下，確保良好網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)局端，并采用高級編解碼器與視頻壓縮技術(shù)，即可解決上述問題。

    視頻存儲也是一個挑戰(zhàn)，因為大多數(shù)安全監(jiān)控系統(tǒng)都必須支持存儲功能，要在幾天、幾周、幾個月乃至幾年后還可將視頻內(nèi)容調(diào)出來檢索。系統(tǒng)應(yīng)將高效壓縮算法與低成本大容量存儲設(shè)備結(jié)合起來，這樣才能滿足必需的數(shù)據(jù)存儲量。不過考慮到數(shù)據(jù)量確實非常大，存儲技術(shù)還應(yīng)該能夠標(biāo)記并能在檢索時快速跳轉(zhuǎn)到特定部分，比如直接跳到有人出現(xiàn)，或者某輛車駛離停車場等某幀。

    這種要求催生了視頻分析，計算機可進(jìn)行分析運算，識別目標(biāo)事件并將其標(biāo)記下來，以供人工解釋或進(jìn)行其它操作。