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谈视频监控系统和互联网应用的现状以及问题

发布日期:2017年12月3日 已浏览624次

近年来,随着信息技术的发展和防范管理工作的加强,安装监控录像设备的企业和场所越来越多。在各类案件中,通过分析相关监控录像为侦查提供线索和证据,成为破案的一条重要途径。

一、企业配备保安视频监控系统是大势所趋。

自从闭路电视系统诞生以来,监控录像技术随着电视技术和计算机技术的发展而被越来越广泛地应用于社会生产、生活的各个领域,作用日益显著,用途也越来越多样化。通过在商业、金融、交通以及社区、家庭等监控录像系统中获取的有关人员的图像信息、声音信息、活动情况等资料,能够为各类案件的侦破提供线索和辨认依据,提高侦查工作的效率。如今,监控录像系统的应用已经渗透到社会各个领域,与人们的生活息息相关。

平安城市、智能轨道交通、金融服务和民用安防是促使视频安防市场大幅增长的四大外部需求,而来自IT创新驱动的内部需求,也在持续产生重大影响。与快速创新的IT技术相结合,安防视频监控技术应用呈现出许多新变化、新特点——数字化、网络化、高清化与智能化成为主流技术趋势。由此,视频监控技术设计也需相应调整方向,并聚焦解决两大问题—一设计稳定、可靠的网络;设计后端可用、高效的视频存储系统。企业目前需要的是一整套视频安防监控解决方案,选择经验丰富的合作伙伴,是安防项目成功的关键因素。

就监控录像系统的建设规模来讲,有由一台摄录一体机组成的单路监控系统,甚至个人带有摄像功能的手机,也是一台移动的单路监控系统;也有由前端设备(摄像机)、传输系统(电话线、光纤)、终端设备(录像机、监视器)组成的多路监控系统,覆盖整个城市,如交通监控系统、电信全球眼监控网络等。就监控录像系统的应用领域来讲,大到金融、港口、机场等重要场所,小到餐馆、家庭等社会各个角落,基本形成了网格化的立体监控网络。

以前的企业、厂区为了确保安全,都是建起高高的围墙,加上铁栅栏,再配备几名保安员看守,而如果有一套先进、实用、性能稳定的监控系统,能够在节省人力物力的情况下更好地维护工厂安全。根据工厂客户实际的监控需要,一般会在工厂周边、大门、办公楼、生产车间、仓库等重点部位安装摄像机,能有效地保护工厂财产和工作人员的安全,最大程度地防范各种入侵。监控系统将视频图像监控、实时监视、多种画面分割、多画面分割显示、云台镜头控制有机结合,同时监控主机自动将报警画面纪录,提高保安人员的工作效率,提升处理突发事件的反应速度,更有效地确保安全。

在工厂安装视频监控系统,安全保卫部门可以实现在厂区门口、厂房、办公楼、周界围墙、仓库等目标进行实时全天候视频监控,对厂内各主要通道和生产场地进行监控;行政部门可以了解员工工作情况,加强员工考勤管理,提高工作效率;生产部门通过对生产和办公场所进行视频监控,及时了解各车间的工作情况和流水线的生产情况;企业领导在办公室利用桌面微机,随时了解各主要生产环节的实时生产状况,处理突发事件,随时了解生产情况。在小区、学校、博物馆、酒店、商场、医院、银行等场所,系统本身具有隐蔽性、及时性特点,应用广。小区监控系统可对出入口、楼道口、停车场进行24小时监控,加强小区保卫工作。

互联网+时代,视频安防产业利用IT技术加速技术创新,获取更多商业价值正在成为现实。背靠强大的计算、网络、存储等设备构成的视频安防监控平台,每个摄像头采集到的视频信息将真正实现聚沙成塔的效果,汇聚成为企业“数据金矿”的重要组成部分。中国视频监控设备市场按金额统计,2012至2016年复合增长率为20.4%,2016年达到431亿元左右。中国视频监控产业IP化、网络化的进程中,视频监控行业市场竞争门槛提升,产业集中度明显提高,一批在国内市场耕耘多年、注重企业核心竞争力培育的企业开始迅速崛起,实现了飞跃式发展。企业综合实力较强的视频监控厂商的产品生产朝着能够视频监控全线产品、提供完整的行业解决方案方向发展,同时,一部分企业角色定位由从前单纯的产品生产商向工程施工和系统集成商的方向发展,形成完整的安防产业布局。

二、视频监控系统的功用。

在大数据时代,人们对智能视频分析技术越来越看重。智能视频分析依赖于视频算法对视频内容进行分析,通过提取视频中关键信息,进行标记或者相关处理,并形成相应事件和告警的监控方式,人们可以通过各种属性描述进行快速检索。如果把摄像机看作人的眼睛,而智能视频监控系统可以理解为人的大脑。智能视频技术借助处理器的强大计算功能,对视频画面中的海量数据进行高速分析,获取人们需要的信息。智能视频分析技术在安防领域的重要作用是毋庸置疑的,其可以从海量信息中迅速搜索到需要的信息。

为了能在视频中更方便地获取有价值的数据和信息,利用计算机的智能分析能力已经是大势所趋。不过,这对计算机服务器的处理能力和使用率提出了更高地要求,其应用瓶颈是视频数据的非结构化。因此,在大数据时代,利用安保视频监控系统视频数据结构化描述技术实现数据和信息提取,将是各行业应用单位实现安防大数据应用的重要基础建设。

当今,企业厂房、大部分道路的路口、收费站都安装了监控录像系统,这给管理部门开展行政管理提供了便利,也给公安机关提供了新的寻找破案线索的条件。通过视频监控录像的凋取和回放,可发现案发现场相关嫌疑人的各种信息,便于公安机关研判线索,部署警力,能更快、更准确地抓获嫌疑人。通过视频监控网络化建设,可以将各视频监控探头进行联网,更方便查洵和调阅各点位录像信息。

随着城市公共安全技防措施的普及、推广和落实,在银行、酒店、写字楼以及其他重要部位和场所逐步安装监控录像没备,一旦在这些部位发生刑事案件或犯罪嫌疑人在这些部位出现,就可利用制取静像技术制作出尽可能清晰的疑犯照片,为侦查破案服务。

通常有两种方法从监控录像中制取静像:一是在录像机播放出的某个需要的画面暂停,使用Sharp-彩色影像处理机与录像机连接,将整个画面打印出来;二是在录像机播放出的某个需要的画面暂停,使用照相机直接拍摄屏幕画面。但这两种方法制作出的静像图片的效果均不尽人意。近年来,数字技术的发展,使图像专业技术的发展进入到一个新的天地。对于从监控录像中制取静像这一课题,充分运用数字图像处理技术,形成了新的技术方案,在许多刑事案件的侦破中发挥了重要作用。

视频侦查作为刑事侦查的一种新手段、新理念,必将成为继刑事科学技术、行动技术、网监技术之后侦查破案的“新利器”。一般来说,应用视频监控技术侦查破案,主要有四个环节:调取、观看、分析、应用。其中,观看视频并发现有价值的侦查线索是侦查破案的基础和前提。然而,从海量的视频监控中寻找到几分钟甚至儿秒的有价值的视频内容,无异于大海捞针,即使能够事先确定视频的时空范围,但由于不可抗力的主客观原因,也会出现时空选取有误差的情况,导致有价值侦查线索的流失,使侦查陷入僵局。实现视频监控录像智能化分析,一方面将大大节约人力物力成本,提高侦查效率;另一方面也将提高侦查工作精准性,防止线索流失,保证获取视频监控线索的全面准确性。

三、视频监控系统的结构原理与技术特点。

视频监控系统由摄像、传输分配、控制、图像的处理与显示四部分组成,既要向接收端传输视频信号,又要向摄像机传送控制信号,是双向的多路传输系统。视频监控系统根据睑各部分功能的不同,整个视频监控系统划分为七层——表现层、控制层、处理层、传输层、执行层、支撑层、采集层。当然,由于设备集成化越来越高,对于部分系统而言,某些设备可能会同时以多个层的身份存在于系统中。

视频监控系统是一套基于先进的软硬件构架和图像压缩标准,采用先进的技术和协议开发出的性能卓越、功能完备的新一代远程视频监控系统。系统采用标准的RS485协议,能架构在局域网、广域网或其他网络之上,可以与各种类型的不同的网络设备无缝连接,同时能与本地网络紧密结合,充分适应网络监控的要求。数字通信技术克服了模拟通信的种种弊端,是通信技术的必然发展。采用数字图像通信技术,可使视频监控系统能很好地与计算机多媒体技术结合,更有效地发挥视频监控系统的作用,可直接利用数字图像存贮技术,能方便地记录、回放和检索图像信息,满足将来数字通信、视频监控发展的需求。

依电视监控系统中信息流的形态和信息存储的形态,常见的监控录像系统大致可分三种:一是模拟监控系统,系统中信息流的形态和信息存储的形态都是模拟信号,早期建立现正在使用的大部分监控系统属此类型;二是数字监控系统,系统中信息流的形态和信息存储的形态都是数字信号,近期或正在建立的大部分监控系统属此类型;三是模数混合监控系统,系统中信息流的形态是模拟信号而信息存储的形态是数字信号多是模拟监控。

视频监控的数字化首先应该是系统中信息流(包括视频、音频、控制等)从模拟状态转为数字状态,这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构,根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议,使智能网络视频监控系统与安防系统中的各个子系统问实现无缝连接,并在统一的操作平台上实现管理和控制,这就是系统集成的含义。视频监控系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化,系统安全,容错可靠等多种功能。视频监控的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。

数量众多的摄像头采集的监控图像、编解码设备、服务器配置及管理,靠人力已不能解决大规模监控系统出现的安防监控摄像头管理问题了,所以打造一个管理平台的需求就显得非常迫切。一个好的管理平台可将所有的摄像头、报警点、编解码、后台服务器纳入管理,从而使得整套安防监控系统、安全防护系统顺畅运行。以平台为核心管理整个监控系统有一个前提,需要足够的带宽来连接这些设备和服务器。

标准的模块化设计视频监控系统采用标准模块化设计,系统规模能够伸缩,既可用于大型的地凋系统,也可用于只有一个采集端的系统。系统升级和扩容只需要增加相应的模块即可完成。系统软件采用B/S结构,可以将多采集端和分布在不同采集端的摄像机集中管理,分散在例络中不同地点、不同使用权限的用户可同时监控同一现场或一个用户同时监控几个采集端的画面,做到“多对多”的实时监控。高可靠性和安全性视频监控系统具备自诊断和自恢复功能,可减少人工干预和人工维护;同时自身具有安全管理机制和日志管理功能,可防止外人侵入和非法操作。分布式录像体系视频监控系统在采集端的视频数据已经按照标准编码格式进行了数字化,并可进行本地录像,将视频数据保存在硬盘上。同时,也可以各个时间段选择性录像、回放,用户可随意设置。

前端设备是指安装在现场的摄像机、镜头、云台、防护罩、解码器等设备,尽管工业电视的发展有一个趋势,向数字化和网络化方向发展,但这部分设备始终没变。这部分设备的选型非常重要,要考虑以下方面:室内、室外、吊装、壁装、气象(气温、风力、雨、霜、雪、雷电、雾)、防爆、盐雾(海滨)、粉尘、电磁环境、接地等。比如输煤系统主要考虑防尘,制氢站主要考虑防爆,室外考虑气象,变压器及开关站考虑电磁干扰等。前端设备的发展趋势,一体化球机功能越来越强,外观漂亮,正在被广泛采用,但其价格较高。

传输部分最简单也最复杂。简单就是三根线,一根视频线、一根控制线、一根电源线。但是由于有些分布范围较大,距离远,电磁干扰大,如果需要实现在远端对各个、分站的统一监控,就必须利用有效传输媒介将各个场所的图像实时传输到监控中心,同时又将对于云台和镜头的控制信号传输到各个监控点。控制系统是整个系统的核心,是实现整个系统功能的指挥中心。

控制部分主要由计算机处理设备、视频交换设备、信号处理设备、指令控制设备等组合而成。一般称为视频控制主机。主要功能为:视频信号万能切换、图像信号的校正与补偿、图像信号的字符叠加、摄像机及其辅助部件(如镜头、云台、防护罩)的遥控。对于系统功能的控制操作可通过控制键盘或利用电脑来实现。显示设备一般由一台或几台监视器或电视机组成,它的作用是将从前端传输来信号显示出来,在实际应用中,没有必要将监视器的数目与前端摄像机的数目一一对应,可在现场选用切换器、画面处理器或直接采用记录设备(硬盘录像机)的显示器来进行监控。

智能视频分析系统相对于传统有着非常大的优势,系统使用更加灵活、方便,做到既能完成日常管理又能在异常情况发生的时候及时做出反应,能够解决传统监控工作量大、效率低、反应速度慢等问题。国内视频分析技术也有着]0余年的发展过程,一些简单的智能监控效果较好,如电子警察系统、智能卡口系统等。但国内视频分析技术水平还处于低水平阶段,解决影响视频智能分析发展的因素,船陕其发展是当前一项重要任务。

四、视频监控技术的应用发展。

近些年,在各级政府大力推进“平安城市”建设的过程中,随着监控点位的增多和高清监控的普及,整个安防领域搜集到的数据和信息呈爆炸式增长,仅靠人工来分析和处理变得十分困难,需要新的智能技术作为重要辅助手段,实时分析内容,处置预警,最大化监控作用。

美国和英国是全球摄像头覆盖密度最高的国家。数据显示,美国平均每千人约配备96台监控摄像头,英国每千人约配备75台监控摄像头,而我国摄像头密度较高的城市,每千人配备的摄像头数目不到40台。另外,目前全球民用安防设备的普及率整体水平在10%左右,美国民用安防设备普及率达到了50%,而我国民用安防设备占整体安防市场的11%,未来具有较大的提升空间。数据显示,去年我国安防设备产业总产值达到了4860亿元,安防产业增速保持在13%左右。在我国安防没备市场中,视频监控产品市场份额达到了50%以上,成为构建安防设备系统的核心产品,视频监控产品的年复合增速超过了12%。从产业链来看,我国安防设备产业由上游零部件供应商、中游软硬件供应商、下游经销商、集成商、总包商和顶层没汁商共同构成。其中,上游供应商主要为电子元件和半导体芯片供应商;中游主要是设备生产制造;下游是没计商和总包商,主要是由电信运营商或系统集成商构成。

大数据与云计算在安防领域的应用近年就开始持续加温,随着高清网络监控的大范围普及,随之带来的大数据与海量存储都需要云计算的协助。随着网路频宽的提高和网络费用的产品定价下降,基于云计算的视频监控解决方案已制定更多的供应商的关注。

随着公共安全建设的加强,人们公共安全意识的提高,视频监控产品得到广泛应用,监控技术逐步朝向高清、网络化、集成化发展。从智能视频分析技术发展来看,能够通过对摄像机拍录的图像序列进行自动分析来对动态场景中的目标进行定位、识别和跟踪,并在此基础上分析和判断目标的行为,做到既能完成日常管理又能在异常情况发生的时候及时做出反应,解决传统监控工作量大、效率低、反应速度慢等问题,视频分析技术在安防监控中的应用建设已成为推动安防智能化重要技术之一。

提到存储就不能不讲云存储,这是一种具有很大诱惑性的存储技术,云存储可以实现存储完全虚拟化,大大简化应用环节,节省客户建设成本,同时提供更强的存储和共享功能。云状存储中所有设备对使用者完全透明,任何地方任何被授权用户都可以通过一根接入线与云存储连接,进行空间与数据访问。用户无需关心存储设备型号、数量、网络结构、存储协议、应用接口等,应用简单透明。监控云存储的出现,突破传统存储方式的性能和容量瓶颈,使云存储提供商能够联结网络中大量各种不同类型的存储设备形成异常强大的存储能力,实现性能与容量的线性扩展,让海量数据的存储成为了可能,从而让企业拥有相当于整片云的存储能力,成功解决存储难题。借助云会议厂家提供的监控云存储服务,企业有望摆脱在硬件存储设备上的巨额投入,减少在系统维护上的人力支出,快速减轻财政压力,提升企业竞争力。用户只需支付少量的储存费用,就能把超大容量的数据存在云端,并根据需要设置相关权限,随时随地共享给需要共享的人员,在减少数据传输的时问的同时,借助厂家更为出色的加密技术,避免传输过程中造成的丢包、泄密等事故的产生,全面保证数据的安全性。

随着安防监控技术与用户需求相结合的趋势愈加明显,在安防监控产品集成实施过程中,存储技术也必须不断适应安防监控的应用特点,不断的完善自己,存储产品和安防监控技术整合已经是大势所趋。监控云存储系统就是存储和监控相融合的产品也印证了这种发展趋势。

在视频监控领域,伴随着高清监控时代的大潮,产生了越来越多的海量视频数据。但大量的视频数据仍然是独立零散的。视频录像数据散布在各个行业、单位独立的系统中没有发挥达到联网、共享,业界也没有形成对数据挖掘、利用的通用方法,核心技术仍然在研究中,尚没有实现重大突破。大量的视频监控数据运用于安防领域,但主要以人工搜索为主,政府之间跨警种、跨部门、跨区域的联网共享应用仍然较少。

随着摄像头技术的提高,4K、8K甚至H.265等高清视频渐成市场主流,不仅带来了更多的网络带宽压力,而且对存储容量提出更高要求。实时智能分析随着机器与机器通信、工业4.0和互联网+的兴起,视频数据作为企业数据金矿的重要组成部分,其价值也正在被挖掘,传统视频文件式访问和成本导向型架构无法满足当下实时业务智能和数据分析的要求。这些意味着安防视频监控要求引入更高性能、高可用性的技术,比如闪存技术、自动分层技术和双活技术等,从而在更大的容量基础上,提高解决方案的可用性和经济性。

视频数据管理的职能已经从传统的物业或办公部门转到了IT部门。由于数字化视频数据更容易遭受安全威胁,肩负起保障视频数据的信息安全,视频数据加密、与解决方案提供商一起设汁更加可靠与安全的基础架构等职责,IT部门必须一马当先。开放架构实现互联网+视频监控的基础针对新一代安防视频监控需求,传统的紧耦合NVR架构需要与时俱进;同时,随着软件定义企业、软件定义数据中心的到来,标准化的x86架构、存储磁盘柜和智能视频通用平台软件需要进行整合、优化。具体来说,企业需要更加高能的计算系统来支持高清、SVAC、H.265、转码、视频数据分析等,而存储系统需要做好“打硬仗”的准备,从2T、3T到企业级8T,磁盘MTBF和重构时间是重要考核指标,网络则要更加稳定、可靠对于愈发成本敏感的IT部门来说,还要充分考虑到平台的未来易维护性、灵活升级和扩容等问题,要开放兼容不同的软件平台部署。

如今,许多新老IT巨头不仅在自身业务里积极运用人工智能,也在积极利用云计算平台将AI服务提供给第三方。第三方拥有开放性的云服务平台或服务器,可以对接巨头们的AI服务设备,以深度学习等人工智能算法为基础,向他们提供基础设施也提供低成本、安全、高效、便捷的智能服务,这是乐见其成的。像视频监控管理平台产品与解决方案提供商,同时拥有AI云服务平台和智能分析服务器,更具市场竞争力,还能提供个性化服务,满足不同的安防需求。云服务由第三方运营是人工智能发展的一个重要趋势。

人工智能是安防领域未来发展大趋势,各企业还需跨越许多障碍和困难,只有坚信具备自主、个性化、不断进化完善的人工智能大脑,才能解决安防领域日益增加的需求,成为广大用户的专家和助手,提升整个安防领域的智能化水平,推动安防产业的升级换代。随着物联网、人工智能、云计算和大数据等技术的快速发展,智能化将成为安防产品的主流配置。未来安防应用将延伸至政府、公用事业、教育、社区以及金融行业等领域,发展空间。

总之,随着经济、政治及社会环境的变化和日趋复杂,各行业对安防的需求不断增加;同时对安防技术的应用性、灵活性、人性化也提出了更高的要求,传统安防技术的局限性日益凸显。在这样的大背景下,视频监控成为企业安全保卫行业智能化发展的重要方向。数据快速增长成为企业用户进行视频安防监控的最大挑战,并带动相关IT硬件成本、数据保护成本和人员费用在旧有体系架构中水涨船高。企业高性能、高可靠性产品设计理念,为视频监控提供一站式智能平台,为智能视频分析、挖掘企业数据金矿提供鼎力支持,让视频数据实现了更大价值,加陕了“智慧城市”建设进程。从技术应用层面讲,安防行业视频监控无疑是人工智能最具发展前景的领域。

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