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1.2 视频监控系统的发展历程

视频监控是安防产业链中最重要的链条之一,其产值在安防产品中占比过半,是安防产业链中产值最大、行业发展最快的子行业。从技术演进来看,以视频监控技术的发展为轨迹,视频监控子行业主要经过模拟标清时代、网络数字高清时代和数据智能时代3个发展阶段,并正在快速向新一代智能物联的发展方向演进。表1-1展示了视频监控的时代特点。

表1-1 视频监控的时代特点

1.2.1 模拟标清时代

视频监控起源于CCTV(Closed Circuit Television,闭路电视)。最早的视频监控由摄像机通过视频线点对点连到监视器,这一时期视频监控的典型特征是“监视基本靠瞅”“存储基本没有”,还不能称其为一个完整的视频监控系统。

随着技术的发展,视频监控系统开始更新换代,逐步形成包含“视频采集—网络传输—控制切换—视频存储—视频显示”的完整系统,这个系统可以称为模拟闭路电视监控系统。

模拟闭路电视监控系统由多种模拟设备组合而成。系统由“前端设备”和“监控中心设备”两部分组成:前端设备包括摄像机、云台、解码器等;监控中心设备包括监视器(电视墙)、视频分割器、切换矩阵、控制键盘、盒式录像机(Video Cassette Recorder,VCR)等。这两部分设备由视频线、控制线等连接,如图1-3所示。模拟闭路电视监控系统在当时技术成熟、性能稳定,短距离实时性好且图像清晰,但是由于整个系统采用模拟信号机制,在长距离传输、存储容量等方面存在天然劣势,例如多级级联接力后视频图像质量显著降低(长距离传输信号衰减大)、大规模视频源的控制与管理困难(连接线数量多,施工及维护风险大)、数据存储和调用困难(模拟信号存储量大,磁带易受潮、粘连)、与信息系统无法交换数据(与计算机和网络系统无法结合)。以上劣势导致这个阶段的视频监控系统规模小,主要适用于小范围的区域监控。

图1-3 模拟闭路电视监控系统组成

1.2.2 网络数字高清时代

网络数字高清时代,摄像机内置Web服务器,并直接提供以太网端口。这些摄像机生成JPEG或者MPEG4数据文件,可以供任何经授权的客户端从网络中任何位置访问、监视、记录,而不是生成连续模拟视频信号形式的图像。网络数字高清时代的视频监控系统具有以下优势。

简便性。所有摄像机都通过经济高效的有线或者无线以太网简单连接到网络。用户能够利用现有局域网基础设施。用户可采用5类网络电缆或者无线网络方式传输摄像机输出图像以及水平、垂直、变倍(PTZ)控制命令(甚至可以直接通过以太网提供)。

强大的中心控制能力。一台工业标准服务器和一套控制管理应用软件就可以运行整个视频监控系统。

易于升级及全面可扩展;可以轻松添加更多摄像机。中心服务器能够方便升级到更快速的处理器、更大容量的硬盘驱动器及更大的带宽等。

全面远程监视。任何经授权的客户端都可以直接访问任意摄像机,也可以通过中心服务器查看监视图像。

坚固冗余存储器。可同时利用SCSI、RAID备份存储技术永久保护监视图像不受硬盘驱动器故障影响。

网络数字高清时代的视频监控系统的组成如图1-4所示。

图1-4 网络数字高清时代的视频监控系统的组成

自2004年起,我国启动全国“平安城市”建设和“科技强警示范城市”建设,引爆了网络数字高清时代安防视频监控新一轮的技术变革。在这个阶段,全国各主要城市均开始建设以视频监控指挥中心为核心的安防系统,这个系统要求实现“统一指挥、多级联网、分布式管理、多点监控”等需求。这些需求促使安防视频监控围绕架构技术快速变革,迅速引入IT领域成熟的联网、数据集中、SOA等理念,以IT重构视频监控系统的整体架构。

1.2.3 数据智能时代

近些年,随着国内平安城市基础设施建设基本完成,安防视频监控系统迅速进入以数据为核心、情报驱动的信息化应用建设阶段。在这个阶段,如何更高效地收集、分析和使用价值数据成为重点。简单来说,安防视频监控开始由“看得见”(标清、联网)、“看得清”(高清化)向“看得懂”(智能分析)转变。安防应用由事后的调查取证向事前的分析、总结、预警、演练,以及事中的跟踪、指挥、调度、协调、配合、沟通等方面扩展。

此阶段,安防监控行业基本上由信息获取阶段开始进入信息使用阶段。数据智能时代的安防系统已经不仅仅是一个简单的视频监控系统,它已经扩展成集各行业业务管理、数据传输、视频、告警、控制于一体,可以实现海量数据存储、智能分析的智能化综合管理平台。数据智能时代的安防系统的组成如图1-5所示。

图1-5 数据智能时代的安防系统的组成

1.2.4 智能物联时代

智能物联时代,以GPU、图像智能识别算法为核心的智能分析技术使得价值数据能够快速被挖掘和提取。这种方式具有价值数据数量大、格式灵活(如图片、表、元数据等)等优点。物联网技术的应用使视频监控的数据来源更加多元化,从传统的图像、图片信息扩展至MAC、RFID等信息。这些变化导致视频监控系统的数据形态发生了重大转变,从非结构化数据演变为海量的结构化、半结构化、非结构化数据混杂的形态,这需要兼容多种数据格式的海量存储系统。

数据存储后,更重要的是对这些数据进行数据挖掘。新一代视频监控系统涉及的信息规模庞大,表面上无序,实则暗含无数人、车、物的行为关系。在利用大数据技术进行数据挖掘的过程中,涉及海量数据的多维度关联分析,如基于时空关系(位置和时间)的分析,未来会利用人工智能进行更深层次的逻辑分析(如人员异常聚集、可疑行为分析等)。

挖掘价值数据的最终目的是为客户所用,因此伴随价值数据而生的是各种业务应用,例如,视频应用、人像应用、车辆应用、多维数据应用等。当前这些应用主要以独立子系统的方式建设,最后通过上层业务进行拉通。这种“烟囱式”的建设模式导致各业务系统独占资源(如计算、存储等)。为了保证业务的运行,在系统建设初期和扩容时均需要按照峰值负荷对各种资源进行配置(业务实际上都存在波峰、波谷),这样就带来了一个问题:在大多数情况下,大部分资源(尤其是计算资源)闲置而没有得到充分利用。智能物联时代利用云计算技术则可以有效解决这一问题,提高资源利用率和管理水平。

总之,智能物联时代视频监控安防的特点是能够全面看、自动看、关联看:全面看,即视频图像一体汇聚、全网共享,大范围内多维数据跨系统、跨区域共享;自动看,即高密度、高算力、多算法框架、千亿级图片秒级检索,算得快、比得准;关联看,即视频大数据与社会、网络、政务、警务大数据等资源进行碰撞分析,实现“图事件关联”“人脸、车辆、手机等多轨合一”等应用。 YzNWHaGre5uykqeqCJ3VABEhYXmIDjlRFprm7eSflnguM6VD2VRrNUJ8Qeq/7I5v

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