發布日期：2022-07-14 點擊率：70
不過,對于今后發展速度極其搶眼的更加廣泛的各類消費性應用,應該說大家都有很多機會。隨著視頻安全應用技術的數字化、網絡化、IP化,正如iSuppli多媒體內容和服務部副總裁Mark Kirstein所說的,“視頻監控已經超越了傳統的安防領域,拓展到諸如運輸、零售、政府甚至家庭網絡等新應用中。”另外,本地運營商越來越深的介入(如中國電信的“全球眼”、網通的“寬世界”等)也使得視頻監控在中國的應用空間得到更多挖掘,必將對該行業的競爭格局和技術發展進程產生深遠影響。
與很多行業不同,系統集成在安防和視頻監控行業占據著重要地位,因此一般設備商會發展自己的代理商、集成電路商或工程商,很多甚至自己身兼集成商的角色。中國電信安防監控集成專家劉軍指出,“視頻監控與行業應用的結合會越來越緊密”,這意味著除了視頻監控設備最核心功能(已經較同質化)的設計,進行系統集成和部署時還有很多針對行業特點的二次開發工作。
從普通移動偵測向智能視頻分析邁進
如今,視頻監控技術的升級換代除了追求高壓縮比、高清,還在從普通的視頻移動偵測向視頻分析邁進,具備更多面向特定應用的智能(如防丟失、風險管理、商業管理等等)。智能視頻的本質就是對于視頻圖片進行一個數學上的分析處理,然后這個處理的結果為視頻的使用者提供一個決策和行動的建議。例如,對于一些高安全等級應用,可能需要涉及人臉/車牌識別等高級別智能分析功能,但對于很廣泛而普通消費性應用,則可能需要具備諸如將擁塞程度分析、垃圾視頻過濾等等功能。
當然,不同的廠商,包括一些專門致力于智能視頻行業的軟件、硬件廠商,還有一些普通的安防硬件軟件廠商,他們對于智能視頻的理解可能不太一樣,存在一定爭議。這沒有關系,只要定義出來的產品更新換代能被用戶認可就行。
圖1:視頻監控的IP化趨勢正在進行:從CCTV向IP網絡攝像機過渡。
實現智能的方式有多種,取決于復雜程度如何:在全數字系統中,可利用IP攝像機的富余計算能力,還有就是借用額外的處理器或DSP；也可通過DVR或PC上的應用軟件得以實現,今后還可進一步發展至前端和后端系統結合的方式來實現高級智能。
從應用的角度來看,成熟的單機系統/中小規模網絡監控系統今后的發展腳步趨于平緩,而專業/行業應用和大規模網絡監控系統 (有些網絡的監控點數量動輒成千上萬甚至十幾萬)的發展態勢則可用突飛猛進來形容,但也由此帶來很多前所未有的挑戰,如海量信息的處理與帶寬和存儲空間永遠有限的矛盾。另外,監控點隨需要可能不端增多,這都為傳輸和后端處理平臺帶來巨大壓力和挑戰。因此前端數據采集設備今后越來越需要具備智能性。
不論在前端還是后端,智能化意味著對相應各種分析軟件的需求也將會提高。智能視頻軟件提供商ObjectVideo的全球市場總監Edward Troha表示,根據IMS的市場研究分析,在未來3年內有關視頻技術這些軟件市場會成長到8億美元。這些軟件通過一些智能分析技術甚至計算機視覺領域的研究成果,可以將海量的數據經過人工智能的分析變成一個很完整的系統。
圖2:IP視頻監控市場對各類IC元器件的需求分析及預測。
消費性應用的興起呼喚低成本設計
以往金融、公安等特定行業性應用是安防和視頻監控應用的主要市場,它們一般更追求高可靠性、高性能甚至高智能,而對成本的敏感度并不高。可隨著視頻監控應用空間的不斷擴展特別是向企業和家庭的滲透以及網絡規模日趨擴大,用戶對系統成本變得愈加敏感,當然希望性能越高越好。
對IP攝像機和DVR/DVS設計來說,DSP平臺的使用比例越來越高。但畢竟ASIC/ASSP芯片方案在成本方面仍擁有一定優勢。據Axis中國區總裁趙紅平介紹,該公司的網絡攝像機就采用了自己開發的CPU和視頻壓縮ASIC,以降低成本。而TechWell、海思半導體等公司的相關芯片賣得也不錯,況且這些芯片公司也在不停地豐富產品的內涵和提高相關性能。
以往側重于中高端應用的DSP供應商TI也看到這一趨勢,特別推出了低于10美元的DaVinci平臺DM355,以便爭食這些快速增長的中低端市場。為了降低成本和功耗,DM355破天荒地沒有集成DSP內核,而是采用了硬件方式的視頻處理電路以及MPEG-4-JPEG 協處理器(MJCP)來完成最高至720p 格式與每秒30幀速度的高清 MPEG-4 SP 編解碼功能以及每秒 5 千萬像素的JPEG 編解碼功能。TI視頻安全業務經理Danny Petkevich強調:“能以低于10美元的成本提供這一級別高清性能的芯片很少。”
對于IP攝像機應用,DM355中的ARM926EJ-S 內核只能幫助完成較簡單的視頻分析,若想實現具有很強視頻分析能力的中端智能IP攝像頭,還需額外添加一片處理器或DSP, Danny推薦了TI的DM643X(400-600MHz),如圖2所示。
不過DaVinci開發板的昂貴價格一直為不少設計者所詬病,DM355的開發工具價格又如何呢？TMDXEVM355數字視頻評估板去年9月剛推出時售價是495美元,不過Danny表示,他們正在與本地第三方合作,盡量降低開發板的價格,今年有望推出價位適中的DM355評估板套件。
而對于DVR/DVS的開發,基于PC的系統(板卡)今后將逐步減少,而嵌入式系統將保持平穩增長,系統成本需進一步降低。去年上半年TI就聯合TechWell推出了一款低成本DVR解決方案,結合了TI的DM6446達芬奇數字視頻處理器與Techwell的四通道視頻與音頻控制器TW2835,使視頻安全系統制造商能推出新一代低成本的多源視頻與錄制系統。該方案的演示系統也采用了MPEG-4算法進行壓縮(每秒30幀)。
從此可以看出,盡管已有設備廠商在采用編解碼算法進行開發,但MPEG-4還是很有市場的。而本土的AVS標準何時將用于監控領域還是未知數,近一年內似乎不大可能。
圖3:一款中端高清智能IP攝像機推薦設計方案。
存儲設備的合理選擇和方案規劃
安防和視頻監控正在加速IT化,新技術不斷涌現,什么IP監控、智能視頻分析、NAS/SAN、、數字矩陣、無線聯網、PoE供電等等。在關注這些新技術的同時不能忽略一件事情,那就是數據,因為沒了這個數據所有的功能都無法實現。因此,確保數據的安全就成為一個非常關鍵的成功因素。
以前在安防領域里面大多數都是以磁帶成為存儲數據的媒介,從2000年開始一直往下的十年將很快地實現數字化,到了2010年大部分系統都將以硬盤來存儲數字化的信息,推動因素就是很多創新的應用和技術。希捷亞太區市場銷售總經理李萬志表示:“譬如如何做視頻分析、IP視頻等等都需要硬盤作為存儲的媒介。”
他表示,有了這種存儲媒介,就能夠實現很強大的功能分析,自動地分析視頻內容、動作的檢測等等這些都能做到；還有IP監控也是一個發展的趨勢,這可以改善視頻的存儲,消除了地域性的限制,可以容易地開發、擴充能力強大的一些平臺,更好地去進行數字管理等等,這些都在促進硬盤的使用。
為了節省費用,選擇硬盤時很多人存在一些誤區,應該進行糾正:
1． 如選擇容量比較中等的硬盤。監控的數據往往比電腦用的數據大很多,如果一開始選擇的容量不夠大,就會限制以后的擴充能力。
2． 選用臺式機的硬盤。從設計、應用層面來看,監控所用的硬盤跟電腦所用的硬盤是截然不同。首先環境不一樣,前者的工作時間是不間斷的,是一直做寫入的動作,而電腦通常寫的少讀的多,所以在整個設計的理念不一樣；況且,在運行的時候監控是要求全天候、零故障,因為有了故障就非常麻煩,有時候要跋涉很遠的地方去做修理,而電腦就沒有這種顧慮了。
另外,監控很多時間需要在耐高溫和耐濕的情況下操作,而這些在電腦硬盤里面是沒有考慮到的因素。還有散熱也是非常的重要。通常在監控的一個機器里面裝了好多硬盤,而一般的電腦最多就是一個到兩個硬盤。
在監控里面所用到的數據最重要是流暢性,并不是準確性。在設計電腦硬盤的時候我們強調數據的準確性,如果寫進去讀出來是錯誤的,重新再寫,寫到正確為止,那電腦就會停下來,而監控是不能停下來的。
希捷的李萬志還指出,如今比較熱門的集中化存儲技術會面臨以下挑戰:1. 如何解決旋轉震動問題。每個硬盤在旋轉時有一點震動,如果是單個硬盤的話影響不是很大,但是把幾百個硬盤放在一個架子里面震動就會變成非常的大,當有很大的震動的時候,硬盤讀取數據的準確性就會下降,寫的速度會變慢,讀的速度也變慢。2.怎么去做RAID這個功能。RAID就是做自動備份的功能,在大型的監控、存儲里面不允許丟掉數據。最后就是電源管理,幾千個硬盤在用的時候,耗電量就會變成一個重要的課題。
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另外,對于戶外或移動監控(警車或公交車),碰到的問題是震動、濕度和溫度。一般的硬盤工作溫度通常是到60-65度,或者在零下10-20度,是不可以在戶外的情況下使用的。
希捷等公司在一兩年前就開始推出了為監控量身訂作的硬盤,容量從開始的160G到現在1T,這些產品考慮到了上述監控的特定需求。例如其SV-35適用于單機、嵌入式或者以PC為主的系統；其Cuda ES產品是專門設計在服務器、在RRID的環境下使用,它旋轉震動管理的能力；EE-25針對戶外應用,工作溫度范圍是85度-零下30度,可以適合大部分戶外的使用情況。
作者:趙艷
