安防视频监控系统实现无缝融合发展前景探讨

中国安防行业经过30年来的发展,经历了一次又一次技术、理念和应用的发展。目前,高清网络监控、基于4G/5G的移动监控、视频智能分析、视频智能存储、异构系统的整合、综合应用平台等成为大家共同关注的热点,这些技术如何走向实用,更好地服务各行业视频监控系统建设,引发了大家的共同思考。

高清网络监控需求突显

“让我们看得更宽广,让我们看得更清楚,让我们看得更舒服”,这已是视频监控系统建设非常迫切的需求。美国权威IT市场调研公司MultiMediaIntelligence的总裁马克・柯尔斯坦提出了推动视频监控设备市场发展的四大技术因素:百万像素摄像机、高性能编解码器、强大的分析技术、以及便于从闭路电视(CCTV)迁移到IP/联网视频监控的所有底层技术。由此我们可以看到,这四大技术因素中的百万像素摄像机、高性能编解码器以及IP网络技术,都与高清网络监控密切相关,代表了高清网络监控中采集、编解码、网络传输方面的发展趋势。

目前,国内外主流的监控设备供应商均相继推出了各自的百万高清摄像机和系统整体解决方案。高清网络摄像机不仅可提供清晰的视频监控的信源,还可将视频进行高清编码和IP封装,通过IP网络来承载高清图像,实现高清监视、录像等功能。作为一种全新的建设模式,高清监控系统无论从图像清晰度、传输网络、视频存储,还是系统管理、维护等方面,较目前的监控系统都是一个根本性变革,因此,如何面对产品认知度、技术、成本等多方面的挑战,成为业内非常关注的问题。

此外,虽然高清监控系统在图像清晰度等方面有一个质的飞跃,但随之也带来一系列的问题,尤其是网络带宽、存储空间将成倍增加,想要实现系统性的变革,首先应尽快解决高清监控系统仍然存在的传输、压缩、存储、成本等各方面的问题,推出真正成熟、稳定、实用的,包含了前端、平台、存储、浏览、显示等各个环节的高清系统整体解决方案,给用户以充分的信心和可选择的解决方案。

其次,视频监控系统经过了模拟监控系统、数模结合监控系统、全数字化监控系统三个发展阶段的建设,已占据了绝大部分的安防市场,高清网络监控系统只有实现与目前已建视频监控系统的无缝融合,实现同一平台的统一调度、统一管理和统一应用,成为其重要的有机组成部分,才能逐步为客户所接受和认可,在市场中站稳脚跟。

再次,高清网络监控系统的建设应紧密贴合客户的应用需求,充分发挥高清系统在图像清晰度、提取监控对象重要特征、智能目标探测等方面的优势,与视频智能分析、人脸识别、车流量识别、自动目标跟踪等智能化应用充分结合,才能在激烈的市场竞争中占有一席之地。

移动监控将使应用更灵活、更便捷

随着经济的快速发展,人民生活水平不断提高,安全成为了人们更加关心的话题。城市居民利用“移动视频业务”来随时监控家居安全,保姆对小孩的照顾情况;交通警察利用“移动视频业务”来及时“掌握”各个交通路口的情况;外出的公司主管利用“移动视频应用”来更加方便、快捷地了解公司的工作情况,营业柜台、生产线或经营场所各方面是否正常运作,这些应用需求越来越普遍和强烈。

此时,监控点和控制中心相距较远且位置较分散,利用传统布线的方式不但成本非常高,而且一旦遇到河流山脉等障碍或对于目标监控点不固定或移动物体(如运钞车、轮船等)的监控时,有线网络更是束手无策;面对这些情况移动监控无可比拟的优势就体现了出来。

在移动监控系统中,微波、CDMA、GSM、4G/5G等网络主要扮演连接监控点和监控中心数据传输链路的角色。通过移动网络可以将远程的多个监控点设备连接起来,进行视频传输;相对于传统的模拟监控和网络监控来说,移动监控采用了更新的技术和方法,不受山川、河流、桥梁道路等复杂地形限制,无需布线,建设周期快,维护方便,可较好满足灵活机动的应用需求。

移动监控系统由移动终端、传输网络、管理中心和监控前端四个部分组成,是计算机、移动网络和视频编码技术及视频传送器的结合,它可以将不同地点的现场信息实时通过移动网络传送到监控中心和掌上设备。在监控点,通常使用摄像头对现场情况进行实时采集,摄像头与本地视像传送器相连,并通过移动网络将数据信号发送到监控中心。为了保证视频文件的传输就必须有足够的网络带宽,不同的流媒体文件对网络带宽的要求各不相同,为了达到更好的视频质量,网络带宽就更为重要。

智能视频分析将成为应用核心

随着技术的飞速发展,智能视频分析技术可让视频监控系统从以往的“被动监控”变为“主动监控”:通过智能化的识别工具对影像进行分析,将信息转换成有价值数据,并以关键性的信息向使用者提供警示;同时能够24小时保持清醒地运行,有效地控制监控范围内的所有动静,从而将监控人员从监视器前解放出来。在视频信息的有效性上,可以帮助人们去除大量的垃圾信息,令应用变得更加轻松。

智能视频分析产品已经推出了很长一段时间,尽管目前在一些行业中得到了一定的应用,但规模相对较小,市场还没有真正拓展。究其原因,来自多个方面,包括技术、标准以及实用性等。而网络化的到来,将给智能监控带来积极的推动作用。由于智能化对视频监控而言有着非常深远的意义,它将实现视频监控由被动防御向主动防御的变革,让监控人员从繁琐的操作、海量的信息中解脱出来,并帮助他们更高效、更精确的管理监控目标。所以,智能化一定是未来视频监控领域至关重要的核心业务,它将会在酝酿和积累中抓住机会,成为视频监控应用的核心之一。

视频监控系统中,要实现真正的应用整合也须依赖智能化的视频分析技术。智能视频分析可从视频图像中根据其特征特性,过滤掉海面的水波及潮汐、风摇树影与光线照明的变化等自然现象干扰,将影像中的人、车或特征物体的状态从背景中分离出来,加以辨认、分析和跟踪。为使智能视频分析真正发挥效用,必须紧密结合监控点的周围环境和监控目标,有针对性的设置合理的规则,比如在机场、金库等重要场所设置目标穿越警戒线,进入、离开、出现、消失于预定区域或者在预定区域内滞留、徘徊;在火车站、学校等监控场所设置目标被遗弃、取走、密度、运动、大幅画面变化等安全规则,而后比对所跟踪对象的行为模式与预设的安全规则,若发现违规之处,立刻通过网络发出报警信息显示在应用平台上,同时把信息记录在管理服务器上以供未来调阅、复核。这样可依据不同应用需求的安全策略,在潜在危险的征兆之初,侦测出危机并加以反应,从而大大提高视频监控系统的预警能力。

视频智能存储、智能检索成为关注热点

在当前主流的视频监控应用中,存储的视频数据不再是简单的录像数据,而是视频监控资源使用部门对图像进行分析的数据源。随着安防系统建设的不断推进,各地建设的监控点已数以千计、万计,系统保存的图像信息可以说是海量的,但由于传统视频监控系统缺乏智能因素,录像数据通常采用分布式存储,无法被有效的分类存储,最多只能打上时间标签,因此图像检索及其耗时,并且很难获得需要的、有价值的信息。因此,视频存储系统如何利用视频智能分析技术、人工智能技术实现监控对象特征提取并进行智能存储;如何对海量图像信息快速、有效的进行检索、回放;如何支持高级别的安全性、丰富的权限管理功能、数据的高共享性已成为亟需解决的一个重要课题。

众所周知,智能化技术能够及时、自动地从原始视频信息中提取大量有价值信息,完成视频信息的保存和检索,也可以驱动其他数据、触发其他行为,从而大大增强系统功能,提高系统应用的成效。为实现基于特征识别、行为分析和事件记录的智能查询和回放,首先要实现智能存储,即只存储有价值的相关视频图像,实现重要图像信息的长期保存;并在控制中心建立视频数据库,存储每个录像的索引信息,如目标进入、离开、出现于警戒区域,目标奔跑、快速移动,人员聚集等,为智能检索、回放提供基础数据支撑。

视频智能检索则力求通过检索目标照片,方便地检索到该目标在监控区域内的所有活动的录像;或基于目标的重要特征(如着红色衣服的女子、黑色的小轿车)检索指定时间、活动范围内的录像资料,从而大大节省办案人员挖掘线索、办案取证的时间、人力、物力和财力,提高案件的侦破率和视频监控系统的应用效能。

异构系统的无缝融合、视频管理平台应用成效显现

目前,在视频监控系统建设起步较早、系统建设规模较大的部分地区,普遍存在由于分批分期建设,缺乏统一规划和技术协调,采用的监控设备和控制协议不尽相同,致使已建成的模拟监控系统、数模结合监控系统、全数字化监控系统大都自成体系,成为“信息孤岛”,不能有效实现信息资源共享。随着高清监控系统的逐渐成熟和广泛应用,将会出现更多的异构系统,这种现象将更加普遍。在既要保护原有投资,又要应用新技术、新产品的前提下,异构系统间如何无缝融合,实现互联互控、资源共享成为一个比较棘手的问题。

异构系统的整合应采用或制定标准的应用层通信协议进行系统间的会话控制、管理以及广域网络的连接,例如SIP、RTP协议。RTP协议是针对多媒体数据流的一个传输协议,它被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作,其目的是提供时间信息和实现流同步;同时RTP协议的数据报文和控制报文的使用相邻的不同端口,这样大大提高了协议的灵活性和处理的简单性。通信协议的统一能够屏蔽底层网络和设备的物理细节,便于实现多种异构系统的融合。

此外,为解决异构系统前端设备在通信协议、压缩格式、控制方法等方面的千差万别导致的信息不畅,需要构建一个通用视频网关,提供视频数据格式转换和通信协议转换的功能,统一视频压缩格式、矩阵切换和云台控制的命令,实现多个异

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