視頻監控在融合發展過程中將面臨這些問題！

“監控”其實是一個組合詞，包含“監視”和“控制”的意思，在老版本《辭海》中竟然沒有單獨詞條，而歸在“監控技術”內。《百度百科》有單獨詞條，但卻是這么解釋，“監控系統是安防系統中應用最多的系統之一，視頻監控現在是主流。從最早的模擬監控到前些年火熱的數字監控再到現在方興未艾的網絡視頻監控。從技術角度出發，視頻監控系統發展劃分為第一代模擬視頻監控系統(CCTV)，第二代基于‘PC+多媒體卡’數字視頻監控系統(DVR)，第三代完全基于IP網絡視頻監控系統(IPVS)。”對這樣的詮釋當然是仁者見仁、智者見智，專業人士難免會略有微詞，而且其中只談及三代視頻監控系統。

對于第四代視頻監控系統又將如何詮釋?這就不再只是一個簡單的定義和描述，而是涉及廣闊的行業領域，并且需要探討數字視頻監控跨界融合應用。當數字視頻監控已經滲透并影響到人們工作、學習、生活中的方方面面，以物聯網為依托，以云計算為支撐的云視頻監控正在成為公共安全應用的全新模式。大數據挖掘技術和系統將使得數字視頻監控智能化處理提升到一個更高的水準。然而，無論數字視頻監控如何融合發展，就其實質而言，在安防中視頻監控的發展仍然是延續如何更真實地“監視”和更有效地“控制”。無論視頻監控如何發展，都需要面臨三個基本問題，這就是“如何獲取更加清晰影像?”、“如何擴大資料存儲容量?”和“如何增強智能控制能力?”下面圍繞視頻監控發展過程中這幾個問題進行分析。

技術演進過程所帶來的權衡

在談論模擬視頻監控系統前，不能忽略視頻監控設備的淵源其實可以上溯到人類發明了鏡子的時代。當人類不能再用肉眼的目力來監視時，必定要借助工具，鏡子就是最初的光學監控設備。通過改變光路的途徑和聚焦范圍，又衍生出潛望鏡、望遠鏡等監視裝置。光學的傳輸容量沒有問題，但容易被阻隔成了大問題。現場觀看并做出反應不是問題，但是記錄并保存就是問題。隨著照相和電影技術的出現，影像監視可以被保留，但由于顯像技術無法實時處理而只能起到追溯作用，所以影像的清晰度還是有所保證的。

光電技術使得監控系統以“閉路電視”的名稱而問世，顧名思義就是一個封閉的系統，加之所賦予的安全防護應用，似乎不可避免地打下了深深的專用系統的烙印。最初的黑白電視使真實的世界展現大打折扣，直到彩色電視才還原了些許世界的本來面目。但是，基于電子掃描原理的影像對分辨率的解讀就是掃描線的數目。模擬電視信號可以遠程傳輸，但會隨著距離變長而信號衰減增大，而且容易受干擾，這就成為傳輸的大問題。

這種基于模擬電視技術的系統直到出現錄像技術，才可以用磁帶方式保存，并及時查看，但還難以做到實時性控制。本世紀初隨著數字化視頻的引入，數字硬盤錄相機改變了傳統電視錄像監控體系，并為擴展網絡應用提供了可能。與此同時，網絡攝像機的出現在很大程度上打破了模擬攝像機監控的局限，催生了全新的基于數字化和網絡化的數字視頻監控體系。正是在此基礎上，數字視頻監控才走上了公共安全的大舞臺，在行業應用中發揮著越來越重要的作用，其最吸引人之處就在于采用硬盤存儲而實現視頻的即時回放查找功能，但是傳輸和存儲的矛盾也就出現了。最初的數字視頻若采用MPEG1壓縮標準，傳輸和存儲都無需很大容量，但過低的分辨率產生模糊不清的觀感;而采用MPEG2壓縮標準，具有可以模擬影響媲美的高分辨率，但需要很大傳輸和存儲容量。直到MPEG4和H.264技術的出現，才在視頻畫質與傳輸和存儲找到了平衡點，正是因為數字視頻處理技術在解決傳輸、存儲和控制問題上有所突破，所以數字視頻監控獲才得了巨大的發展。

視頻監控的“最后兩百米”

視頻監控是從部署攝像機開始，進而出現硬盤錄像機，再擴大到整個網絡化監控系統。而在此基礎之上，又在不斷地增加監控的終端節點，使攝像機的分布更加密集，這就要考慮到視頻監控“最后二百米”的問題，這與一般網絡接入中的“最后一公里”問題類似，但又不盡相同。從有視頻監控開始，傳輸帶寬的問題就長期存在。從模擬時代就開始沿用的同軸線纜，到與網絡傍生的以太網絡和光纖網絡，都仍是視頻監控設備的傳輸主體。視頻監控應用的骨干往往采用高容帶寬的光纖網絡，而分支則需要借助于雙絞線和同軸線纜。在網絡系統中所談的“最后一公里”是針對由骨干線路到入戶的網段接入方式，而對于視頻監控中則與監控攝像機密切相關，就變成了“最后兩百米”的問題。

數字視頻監控系統的IP網絡化似乎成為了一個趨勢，當攝像機都全面采用網絡攝像機后，那么最終還是由網絡“最后一公里”來解決一切問題。這要從視頻監控的需求的特殊性來分析，問題并沒有這么簡單。首先，從視頻監控發展趨勢來看，對高清圖像質量提出更高的要求，以求獲得最佳的畫質;其次，對視頻影像延時提出更短的要求，以求易于實現操控。于是傳統的數字壓縮技術屬于有損壓縮，并且具有固有的編碼延時總是存在，因此即便是將高清網絡攝像機作為視頻監控的唯一前端設備，也未必是最有效的手段。當采用高清無損傳輸技術的高清攝像機實現自由部署，借助同軸高清技術可在 “兩百米”距離范圍內提供支持。

在解決同軸高清的技術中，模擬和數字曾經共存，其中SDI憑借在廣電應用的成功而有跨界拓展的余地，但對于價格敏感的安防領域卻是有所限制。因此，市場需要新一代的數字同軸高清芯片的出現，并且可以無損地傳輸高清視頻達到兩百米，從而超越現有產品，有效地解決視頻監控“最后兩百米”的問題。采用具有更高性價比的數字同軸高清傳輸芯片，可以將傳統的模擬攝像機改造為數字高清相機，而無需在前端壓縮，可以沿用原有線纜進行高清視頻影像的超低延時的無損傳輸。

高清實時影像保存和智能處理

最有效的視頻監控系統，是能如實地保留實際現場的影像資料。在“最后二百米”采用數字同軸高清技術所獲得的高清視頻傳輸到視頻服務器，將可以進行存儲和智能化處理。與網絡攝像機所傳輸的壓縮視頻流不同，高清視頻影像可以無損而超低延時地進行即時視頻分析，并根據結果與前端攝像機進行互動而實現操控，同時也可以根據判斷，對于所需存儲影像資料選擇適合的分辨率。這是一種智能化的存儲方式，首先保證原始信息如實地得到監視，然后保證有用信息不會輕易丟失。對于重要的影像資料，特別是敏感時段內的影像資料，可以繼續上傳到后端服務器再處理，甚至視頻云的海量存儲器中。

智能視頻分析在數字視頻監控應用起到重要的作用，這也就體現在由監視到控制的有機統一。但視頻分析是有條件的，必須要保證攝像機所采集的影像滿足一定的分辨率才可以有效地處理，另外就是要具有足夠高性能的處理器才可以處理。智能視頻分析最初只能在后端借助于強大的服務器進行處理，很難達到實時效果。之后開始有采用高速嵌入式處理器，在前端服務器端進行視頻分析處理，實時地對可能出現的異常情況進行處理，并及時發出警報。智能攝像機可以完成一些簡單的視頻分析處理，但功能非常有限。

要使數字視頻監控系統具有充分的高效的智能分析能力，系統分層的理念需要更加清晰。首先，必須保證由前端采集到無損且有超低延時的高清影像順利傳輸到前端的服務器，前端設備可以是高清攝像機，也可以是高清快球。其次，通過運行智能視頻算法軟件進行實時的視頻分析處理。然后，針對視頻分析結果進行及時響應。需要提出的是，常規數字視頻壓縮后的影像并不適合有效的智能分析，原因在于，其一，無論是H.264還是H.265，所要追求的就是減少帶寬，因此必然損失許多原始影像信息;其二，壓縮和網絡傳輸的延時太長，嚴重妨礙智能分析的實時性。

隨著數字視頻監控的跨級融合應用，監控已經不只是滿足了監視，而且要發揮更強的控制的作用。現在工作現場和公共場所的場景，以及各個過程和流程都需要確保具有可靠的視頻記錄，并且在特殊事件出現的第一時間內要有應急處理。這都要依賴高速的視頻傳輸、海量的數據存儲和高效的智能處理，監控末梢的“最后兩百米”傳輸也將有效支持高清視頻所需要的海量存儲資源，并支持不斷提高的視頻分析技術。數字視頻監控融合發展已經到了一個細化的階段，任何技術手段的演進都是為各種新業務服務的，而技術體制也將呈現出多樣化，因此需要更多地關注與業務相結合的應用，才能使技術發揮更大的效果。