IP浪潮背后 视频监控系统云计算发展趋势

2012-07-20 17:18:46来源: CPS中安网
  众所周知,网络化、高清化、智能化是近几年视频监控发展主要的三大趋势。整体安防行业的发展,无论是在应用上如智能交通、平安城市、银行系统、公检法系统、其他专业行业系统,甚至民用系统如社区、楼宇等,还是在技术发展,诸如百万像素、HD-SDI、编码技术、录像存储技术、视频的智能分析、VMS视频管理系统等也基本上以此趋势为主要演进的方向。

    不过随着新技术日新月异的更新换代,以及行业之间的壁垒的消除,尤其是安防与IT技术、与通信技术、与网络技术等的融合,整体安防视频监控也发生着巨大的变化,对原有安防行业的厂家提出了更高的要求,新的厂家尤其是在IT技术诸如网络、云计算等方面有着天然优势的厂家的进入,在这样的新技术发展趋势和应用需求下,将一方面推动视频监控在应用、技术、产品和解决方案的更新换代,另外一方面在视频监控新发展的浪潮中觅得新的发展良机。

    事实上,随着IP技术和视频管理软件平台的快速应用,传统的视频监控行业尤其是以模拟摄像机加DVR,或者网络摄像机加NVR的传统架构下的产品和解决方案正发生着巨大的变革。新的技术变革,不仅仅快速提升了传统视频监控的质量如更高的像素、更宽的监控范围,更高的解析度等,而且也在创造了新的应用,并扩展了传统的安防行业的范围。

    IP浪潮无一避免,软件革命改变世界,IP与软件也正在快速改变着传统的安防行业。本文对安防行业视频监控面对新的技术和应用需求这样的大背景下,所产生的发展趋势以及自身发展的要求做一简要分析。

    视频监控更需要关注图像质量

    高清化的发展趋势使得无论是最终客户、设备厂家或者工程商等言必称“百万像素”,“千万像素”。在过去的几年,HD高清和百万像素摄像机是所有人关注的宠儿,几乎每个厂家都会在自己的产品列表里加上“高清”和“百万像素”的产品,否则显得不跟上潮流。事实上,也的确如此,按照新的预测统计数据,到2015年,将会有超过70%的网络摄像机全部为百万像素以上的解像度。换句话说,行业内也达成一个基本常识,只有达到百万像素才可以解决视频监控目前的需要。

    在这样的趋势下,设备厂家你方唱罢,我登场。芯片厂家如美光/Aptina、索尼/Sony、Ominivision、松下等CMOS/CCD感光元器件厂家不断推出130万、200万、300万、500万、800万以及1000万以上级的CMOS产品,国内厂家也陆陆续续推出同类级别的网络摄像机产品。而在国外,Arecont Vision推出了2千万像素的摄像机,Dallmeier甚至推出了2万万像素(2百百万)的摄像机产品,使得安防摄像机从百万像素(MEGAPIXEL)时代进入百百万像素(GIGAPIXEL)时代。

    这样的一种趋势下造成了整个行业的一种错误导向,那就是“更高的像素就是更好的图像质量”,片面地追求高像素。视频监控要解决的是看得到,看得清楚。清楚二字一方面是说要有更高的像素看到细节,即较高的解像度,另外一方面其实是关注图像的质量如色彩、照度、宽动态等。所以,图像质量不仅仅取决于像素点,还取决于图像处理技术(如图像矫正、图像处理、灰阶处理、伽玛调整、2A算法等),以及高品质镜头等。

    因此,在现有百万像素成熟产品和技术基础之上实现百万像素高清高画质将是高清化发展下的新的要求。有些厂家已经开始关注到这一趋势,除了推出更高像素的摄像机产品外,将更多的精力放在了提升图像画质方面。

    应用决定趋势。对于大多数情况下的视频监控应用,并非一定要非常高的像素,比如智能分析,人脸识别,或者车牌识别等只要能够有较高的识别准确率即可,并非更高的像素就会有更好的效果。到目前为止,高像素摄像机的需求量也并没有随着市场的增长而快速增长。所以,简单地说,高像素摄像机某种程度上并非技术问题,而是市场问题。

    基于此趋势,需要设备厂家开始投入更多的关注于图像质量,并提高同等像素条件下产品的差异化和性能,比如低照度、3D降噪处理、宽动态等。如网络摄像机的领导厂家如AXIS推出的P-Iris镜头技术就是基于此,同方推出的网络高清摄像机相对其他传统厂家也在此方面有很大的提升,尤其是照度补偿、实时宽动态等方面做得非常细致。

  短期内基于同轴的高清无法挑战IP高清

    在过去的两年里,高清领域出现了一个新的应用技术,基于同轴的高清(HDOverCoax),这个借鉴于高清数字广播领域内的数字传送技术,并且基于推广此技术在视频监控领域内应用的联盟组织如HD-cctv随之建立。两年的发展,HD-cctv并没有快速的发展起来,并非技术的问题,主要是应用上存在的巨大问题。HD-cctv的产品如HD-cctv摄像机、DVR等将不会对整体安防行业向网络化发展产生重大的影响,将会在局部应用场景下对网络视频监控进行补充。

    在过去的一年多,除HD-CCTV系产品外,新的同轴高清产品如HD-SDI、SLOC(Security Link over Coax)等也逐渐推出市场,据统计,同轴高清的产品的销售额并没有更大的增长。HD-CCTV产品、HD-SDI产品以及SLOC产品都是期望于基于模拟视频监控的同轴电缆上传输高清数字信号。目前相对比较成熟的摄像机方案也陆续量产,各大厂家也都推出了类似的产品和解决方案。

    长期来看,由于同轴高清产品采用和原有的模拟监控相同的传输介质和网络架构,因此同轴高清产品尤其是HD-SDI系列的产品包括摄像机、DVR、编解码器、管理平台、HD-SDI光端机等可能会在传统的模拟监控向高清发展上有较大的机会和潜力。但是到目前为止,由于存储、成本、传输距离、系统兼容性等诸多因素极大地限制了基于同轴的高清产品的快速成长。也就是说,在短期内,同轴高清产品基本上不会对网络IP高清产生太大的影响。

    基于同轴的高清产品的进一步发展必须要解决如下三大问题:

    首先,标准化的问题。随着ONVIF和PSIA标准的日趋完善和成熟,越来越多的厂家都加入了这两大组织,基本上解决了网络摄像机的标准问题。而对于目标是替换原有模拟监控产品的同轴高清产品,多厂家、多品牌之间的兼容性一定是必须要解决的问题。

    目前,除了HDcctv联盟组织之外,几乎没有一个完整的标准组织来定义HD-SDI的产品接口、技术发展、兼容性问题等。

    其次,存储成本过高的问题。HD-SDI的优势就是其无压缩的高清视频,这同时也对大容量存储以及存储成本提出更高的要求。目前基本上还是以硬盘存储为主,而仅仅以硬盘作为主要存储介质对于1080P或者720P的无压缩高清实时视频显然无法满足的。

    最后是市场的选择问题。目前,网络高清产品整体的产业链已经非常成熟,无论是前端产品,存储设备,还是管理设备行业的产业链比较完全,整体解决方案的成本相对同轴高清有着巨大的优势。市场上的认可和培育将是同轴高清产品需要解决的另外一大问题。

    基于云计算技术架构的网络视频监控成为未来发展的主要趋势

    最近几年在IT领域发生着最大的技术革命,即云计算技术。基于云计算技术这一新的IT服务的架构和实施,所有的IT基础设施将被虚拟化,仅根据用户的需要,通过互联网提供所需要的软件、数据和存储等服务,用云计算的语言就是:SaaS,软件即服务,PaaS,平台即服务,IaaS,架构即服务。

    云计算技术将对网络视频监控应用带来革命性的变革,即视频即服务,VSaaS。这对用户而言,将极大地减少用户学习IT技术的巨大压力,另外后端存储等设备对于用户将不再可见,所以避免了需要专人进行设备维护的巨大投入。

    众所周知,实时视频是视频监控的主要特征,而满足这一特征的代价就是对网络带宽和存储的高要求。随着网络技术诸如EPON、GPON等的FTTH、FTTB光纤到户网络的快速部署,3G、4GLTE、WIFI等无线宽带技术的应用,以及编码压缩技术的优化,带宽问题将不再是主要问题。而云化的存储解决方案将对用户提供海量的存储服务。虚拟化、负载均衡以及网格计算等技术在后端部署,将极大地解决存储的问题。

    目前,基于云计算技术的网络视频监控的架构、部署、产品、管理、安全保障、运营等已经成熟,尤其是在欧美等国家正以每年20-30%的速度增长。国内以同方云计算、华为、中兴等厂家也开始在部分区域部署基于云计算架构的网络视频监控产品。目前的网络视频监控的云计算架构主要以“私有云”的方式进行,随着中国电信、中国移动和联通等在平安城市、数字城市和智慧城市的投入,视频监控的“公有云”也将逐步走入民用安防,如中小型企业、连锁企业和个人用户等。

    除此之外,虽然智能化是视频监控的趋势之一,智能分析一直是发展热点,但从未很好的实现,原因就是缺乏良好计算的基础,如网络摄像机或者NVR的CPU技术能力等。而基于云的视频分析将为此提供最好的平台和计算能力。

    只有通过在云端对视频进行内容分析,用户才能够借助巨大的虚拟计算能力来对海量信息进行分析,如进行人脸统计、计数、基于特征的快速搜索等智能功能。这种应用也被称之为架构即服务IaaS(InfrastructureasaService),这也是IaaS在网络视频监控领域的主要应用。在IaaS之上,基于云计算架构的网络视频监控可以为用户提供易于扩展的海量存储空间和无可限量的计算能力。

    云计算提供的技术能力将实现用户终端即网络摄像机的即插即用,随需配置的需求,即VSaaS功能。根据根据用户自己的需求配置存储空间,录像计划以及移动应用,真正实现了根据需要的任何地方,任何时间的随意访问。

    显然,网络的方便性必然会对视频数据的安全性带来要求。实现数据安全的服务(PaaS),云计算平台之上的安全功能将会更加完善,尤其是可以弥补目前的网络摄像机监控几乎不设防的漏洞。可以通过在网络层采用IPSec或者在传输层采用TLS对传输数据实现安全加密,在应用层采用S/MIME机制的端到端加密,传输过程中采用RSA对对话进行加密,而传输的内容则可以采用DES、3DES、AES等算法加密。

    而数据存储可以采用3DES、AES或者SM1等算法进行加密。比如同方推出的系列安全加密摄像机则更进一步,采用支持128位SM1,SM2,DES/3DES对称加密算法,传输过程采用1024位的RSA算法,支持符合PKCSII标准PADDING方式。签名算法支持1024位RSA算法,杂凑算法支持HASH包括SHA-1,MD5,SCH等,来保证数据安全。

  软件系统的友好性欲兼容性

    注重用户接口(User Interfaces)和现场集成能力(Field Integration)视频管理软件或者平台(VMS)的用户界面将更加友好和方便,行业应用更加集中。

    对于现有的已经部署的VMS厂家而言将下来将面临两大主要问题,一是将面临新的应用需求,如最新国标SIP的支持,开放接口等;其次是逐步降低部署的难度,逐步向普通用户进行裁剪,以覆盖更多的用户。这必然要求VMS必须具有良好的可扩展性,弹性,也对VMS厂家的技术能力提出了更高的要求。

    目前VMS的主要发展方向是“开放(Openness)”,兼容性要很好。除此之外,VMS未来的发展需要解决如下的三大问题:

    首先是更加友好的用户界面。更进简洁和方便、美观的用户界面实际上已经成为了VMS发展过程中诸多厂家越来越关注的重要方面。要使得用户用起来方便,学习起来更容易上手并不是一件轻而易举的事情。

    其次是移动应用。比如对移动终端平台IOS,Android等的支持。移动应用的良好支持是满足客户对于远程监控需求的必须之路。但是这不是传统的安防厂家的优势。对于新进入的设备制造商,尤以IT类厂家,和对移动平台开发有研发能力厂家不啻于一个重要的发展机会。

    最后是现场集成。良好的集成性不仅仅体现在一个开放的接口,比如对三大安防系统:防盗报警系统、门禁系统和视频监控系统的完美集成,此外VMS必须更有良好的现场集成能力。

    所谓现场集成能力就是应用于安防领域的VMS能够有良好的接口或者通过完善的SDK,或者通过其他标准接口接入其他行业的管理平台之中的能力。比如和计费系统、用户管理系统以及各行业应用系统的集成能力。

    其他技术也在随需而变,比如超越H.264的更有效率的编码方式,能够提供更为有效率的编码和压缩,减少存储空间和对带宽的要求。比如应用H.264高级模式,H.264SVC的开始使用,新的编码如WebM,HEVC,以及国内的AVS等编码技术都将成为关注方向。

    安防监控数字化、网络化发展的方向,越来越明确清晰,这个变化,对用户带来的直接影响就是拉近了用户端和监控前端的距离感。结合了安防技术、物联网技术和云计算技术的“同方云安防整体产品和解决方案”将产生出更加创新的安防产品和应用,并将领导整个安防行业的发展。

关键字:视频监控

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2012/0720/article_4652.html
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