网络数字视频监控——影响何在？

　　最近三年来，视频监控领域呈现出爆炸性增长态势。对安全需求的提升以及在高品质视频领域的数据采集、传输、分析和存储等创新技术的发展，共同推动众多应用场合部署大量摄像头和监控系统。主要城市、交通运输中心、高速公路、军事设施、零售和商业中心全部都被数百万“从不眨眼”的摄像头所监控。据某份报告显示，仅在英国就有1,500万部以上的安全监控摄像头。
　

　　由于更多模拟摄像头输出数据的传输、监控和录制很明显地正在超出即使是资金雄厚的安全机构的资源和预算，因此数字技术对监控系统的大规模部署来说非常关键。传统CCTV系统价格昂贵且体积笨重，实现安全功能自动化的能力非常有限，需要许多监视器（和安全工作人员）对来自多台摄像头的图像轮流监视。
　

　　监控的难题在于，在一个带宽有限的网络上部署很多用来检测特定事件(入侵、意外事故、犯罪行为)的传感器，并从众多非常繁琐无趣的图像记录中对这些特定事件做出响应，这类似于“大海捞针”的行为——“针”随时随地都可能会出现，因此您必须一直观测整个“大海”，甚至包括观测您刚刚检查过的地方。

　　数字视频技术能使中央监控节点处理接踵而来的图像，并自动进行某些基础安全功能，例如探测和跟踪可疑目标。这种方式减少了为监控这些图像而花费的人力资源。数字视频技术能更有效地在以太网、IP和无线网络上传输图像流，降低安装成本，而且能把摄像头安装在一些过去使用同轴电缆无法达到的区域。一个典型的监控系统是建立在封闭的以太网网络上，将摄像头的数据传输给中央监控点。基于IP的系统还能更进一步，链接到公共互联网上，从而借助IP地址通过互联网接入远程摄像头和监控器。
　

　　数字视频格式同时也使通过本地智能(在摄像头节点处)处理数字图像流成为可能，将系统智能转移到边缘节点处，从而避免那些没有监控意义的图像充斥在中央监控器上。这些“智能摄像头”有着先进的特性，如可变图像质量，允许摄像头节点根据事件、时间或其它因素改变被传送图像的质量/大小，从而为其它摄像头以更高分辨率和帧速率传送可能更有意义的图像而保留了带宽。这种方案需要在源端对图像流做一些分析处理。如今分析能力的扩展非常快，从最初简单的移动侦测开始，到跟踪、移动镜头和缩放功能、以及后来的识别技术，“智能摄像头”将对安全网络的变革发挥重要作用。
　

　　设计一个现代监控摄像头节点，除了组成摄像头的光学仪器和传感器硬件之外，还需要很多元件。典型的，传感器包含处理基本摄像头功能（如自动曝光）的ASSP。一个独立的嵌入式处理器用来实现针对终端用户定义功能和差异化监控系统的系统级特性。一个强大的处理器使许多先进特性的实现成为可能，并且能提供性能裕量以便最终升级到新的“智能摄像头”技术。系统很可能需要额外的闪存和DRAM来为程序代码和图像处理提供辅助存储。另外，还需要一个标准的网络接口向系统方案的监控节点传输图像和报警信号。

　　图1 ：网络视频监控系统

　　图2 ：网络视频监控系统中的一个基本的“智能摄像头”节点

　　图2显示了这种系统的基本框图。处理器可能通过一条向处理器传送图像数据，并控制摄像头的双向外设总线连接到视频源。存储器件一般通过专用的存储总线进行通信，或通过一个低管脚数的SPI型连接器和闪存进行通信，取决于处理器的选择，网络接口可能是一个内部的或外部的元件。对压缩的监控视频来说，以太网是最为普遍的互联方式，在为通用型应用提供足够的带宽和范围的同时，它还为很多工业和商业网络提供最低成本的实现途径。很大程度上，在“智能摄像头”中处理器的选择决定了本地图像分析性能的数量级。根据具体应用和场所，这个处理器也许会实施图像放大和压缩、探测和跟踪以及目标识别。性能显然是一个关键的选择因素。因为工作量几乎完全都是图像处理，所以需要针对处理许多不同的视频任务来优化处理器。

　　在这个变化多端的市场上，编解码器、专有分析功能和其它附加特性会持续变化，下载和执行新应用代码的能力对一个灵活的处理器来说至关重要。其它重要的选择因素包括功耗、内置外设、开发工具和可用的应用代码。尽管标准视频编解码器和筛选器被频繁地用于监控市场，但分析算法经常被作为专有的、有附加价值的特性而开发，这需要一个集成的开发套件和在硬件中集成安全特性以保护知识产权。

　　智能监控网络将继续演进。市场驱动力将包括不断扩展的视频流分布式处理，通过3D映射的多路摄像头跟踪、无线网络（包括网格）以及先进的视频分析（如物体和人脸识别）。随着技术逐渐变得更加经济可行以及监控自动化所带来的系统总部署成本的减少，监控市场还将继续扩张。