安防视频监控系统网络摄像机发展回顾和未来趋势

尽管有些人至今仍对老唱机和录像机(VCR)等模拟产品念念不忘,但对于时下成百上千的年轻人来说,唯有数字技术才能打动他们。

当安讯士在1996年推出世界上第一台网络摄像机时,其性能还差强人意。这台网络摄像机的动画分辨率仅能达到每秒一帧,需要17秒才能生成一个单镜头画面。由于性能所限,这个摄像机几乎不能进行正常的日常监控。但它却奠定了未来远程监控的基础,也让我们看到了闭路电视监控系统(CCTV)的广阔市场。在那个全盘皆模拟的时代,这台网络摄像机可谓是打响了模拟技术向数字技术转变的第一枪。

模拟技术的转变

我们可以引用摩尔定律来预测未来的发展。根据该定律,在成本不变的情况下,一项新的电子产品的性能每18个月便会提高一倍。在消费电子产品,特别是个人计算机和智能手机方面,摩尔定律得到了充分的验证。

时下的网络摄像头可在每秒完成30帧的1080p高清图像捕摄,与25年前的0.1Mpix的成像速度相比,性能提高了600倍。这样看来,今天的网络摄像机的发展速度已超越了摩尔定律,今天的网络摄像机的性能更是模拟技术不能实现的。

网络视频的优势可以体现在成像质量、系统扩展性和易于安装等方面,特别是当安装25台摄像机以上的系统时,其优势更是突出。托管视频的出现更是大幅降低了网络视频的应用门槛。

为了实现大规模的技术应用,适当的标准化生产无疑非常重要。满足这个标准,将意味着易于使用。之前模拟产品的大规模标准化生产,使数字产品一时间难以撼动其地位。

在数字监控产品标准化的问题上,鉴于各大网络视频监控厂商(包括安讯士在内)均在支持网络视频产品、网络接口开放标准ONVIF方面有所投入,笔者认为,ONVIF将会成为网络视频API(应用编程接口)的主导标准。同时,笔者也期待PoE、HDTV和SMPTE的标准化将继续对视频监控产生重大的影响。

成像质量和高清分辨率

尽管网络视频的成像质量更佳,但仍有很多需要改进的地方。过去25年间,大多数改进项目是针对分辨率和帧速率而进行的。根据摩尔定律则,未来图像处理的性能将有大的改进。笔者期望这种改进能够使普通监控摄像机的拍摄范围比肉眼视野更宽广。

对于整个视频监控的产业链来说,每一个环节都能从持续的研发投资中获益。在技术升级方面,显像管技术已经升级到CCD传感和CMOS技术。未来,CMOS或是其他新技术将有望成为主导力量。新型的CMOS技术可以实现超高分辨率,从促成第一台Terapixel(兆兆像素)摄像机的诞生。那时,我们采用的将是光学技术(optics),而不是在成像质量方面有局限性的传感器(sensor)。

热成像技术与存储

此外,过去70年来,我们一直生活在NTSC和PAL的模拟标准时代。如今,高清电视(HDTV)几乎走进了每一个家庭。作为一名专业监控人士,笔者认为在公共场合的监控成像质量至少不应该低于家庭的高清电视。高清画面可以实现比较完美监控,其SMPTE标准可以确保帧速率、分辨率、色彩保真度和画面高宽比。虽然我们有了兆像素的概念,但它仅针对静态图像的像素数,而移动成像需要更多技术的支持。这就是为什么数码卖场的销售员仅在静态拍摄应用中推荐兆像素,而对于家庭娱乐则推荐高清电视产品的原因。笔者认为,目前的高清(HDTV)标准也许不会一直持续70年,但可以预见的是,未来1,大部分的摄像机采用高清(HDTV)标准。话虽如此,我们当然还会看到数兆像素和兆兆像素的摄像机将发挥更重要的作用–或以更高、更为精细的分辨率保存法医检验视频,或拍摄个人高清视频。网络视频的优点就在于分辨率不受局限。

热成像

每个人都希望自己的摄像机照度等级尽可能达到最低,但如果照度等级为零,那又会怎么样呢?今天,热成像已经发展成为一个专业市场,主要用于军事和政府应用。由于热成像网络摄像头组件价格在下降,而需求在增长,预期会出现许多新的应用领域。目前应用中,每400台常规监控摄像机中就有一台是热成像摄像机。预计这个比例在未来几年中将会达到1:50,原因是监控专业人士意识到该项技术并不昂贵,而且易于连接到现有网络系统基础设施中,适用于多种不同的关键性应用。

随机存储技术与云存储

网络摄像机技术于1996年问世,而存储市场也随即孕育而生,包括闪存和硬盘存储技术,其发展速度也超越了摩尔定律。不久,我们将会实现摄像机随机存储,录制高清分辨率视频资料,录制长度一次可达数周之久。这样,随着摄像机成为录制设备,行业游戏规则将会发生改变,通过模拟技术我们是无法实现这一目标的。届时,VMS制造商和混合DVR企业将不得不适应这一变化。

便于安装和使用的摄像机

正如iPhone手机彻底改变了手机的设计模式一样,网络视频将对有线闭路监控行业产生革命性的影响。与消费电子产业相比,这种转变虽然较为缓慢,但在易于安装、灵活的安装选项和更高的PTZ摄像技术等方面预期会得到进一步改进。当然,安保人员还需要进行培训,配备连接于摄像机的移动装置,从而更有效地利用监控设备。

准确预测未来难度较大

准确预测未来的难度很大,因为很多对过去5到10年的发展预测均被证实是错误的。但笔者相信,在未来,智能分析(analytics)将成为发展的主流。

随着处理能力的提高,我们将看到智能分析在服务器和终端(摄像机)得到应用,终端上的智能应用将越来越多。笔者认为未来的大部分智能分析技术将采取在虚拟存储系统中输入元数据或提示信息的方式。对于厂商而言,需要在整个研发过程中始终考虑最终用户的需求,而不是在每台摄像机中塞入一堆最新的智能分析技术,并寄期望于工程商来解决所有问题。需要提醒大家的是,苹果公司正在着手发展应用软件商店模式,希望监控市场也能借鉴一下。

行业纵向发展及社会发展趋势

如今,我们会看到零售市场有很多种监控摄像机。随着网络摄像机的不断改进,集成商及其用户会发现更多的应用领域。城市监控、交通和医疗保健等行业应用将随着监控系统更高的运行效率而得到长足的发展。住宅市场是另一个值得关注的方向。虽然很多人已尝试销售家庭用摄像机,笔者认为,随着托管视频的深入应用,家庭用摄像机也将成为一大发展亮点。在视频应用方面,也会出台更多的监管法规,但对于摄像机设置的位置之要求会相应减少。部署摄像机系统的成本将会降低,主要原因是储存和安装成本会下降,而且软件成本也可能下降。鉴于整个行业的增速和新应用的出现,未来我们将在更多新兴市场看到更多的摄像机产品。

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