“監(jiān)控”其實(shí)是一個(gè)組合詞，包含“監(jiān)視”和“控制”的意思，在老版本《辭?！分芯谷粵](méi)有單獨(dú)詞條，而歸在“監(jiān)控技術(shù)”內(nèi)。《百度百科》有單獨(dú)詞條，但卻是這么解釋，“監(jiān)控系統(tǒng)是安防系統(tǒng)中應(yīng)用最多的系統(tǒng)之一，視頻監(jiān)控現(xiàn)在是主流。從最早的模擬監(jiān)控到前些年火熱的數(shù)字監(jiān)控再到現(xiàn)在方興未艾的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控。從技術(shù)角度出發(fā)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展劃分為第一代模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)，第二代基于‘PC+多媒體卡’數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)，第三代完全基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IPVS)?！睂?duì)這樣的詮釋當(dāng)然是仁者見(jiàn)仁、智者見(jiàn)智，專業(yè)人士難免會(huì)略有微詞，而且其中只談及三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

對(duì)于第四代視頻監(jiān)控系統(tǒng)又將如何詮釋?這就不再只是一個(gè)簡(jiǎn)單的定義和描述，而是涉及廣闊的行業(yè)領(lǐng)域，并且需要探討數(shù)字視頻監(jiān)控跨界融合應(yīng)用。當(dāng)數(shù)字視頻監(jiān)控已經(jīng)滲透并影響到人們工作、學(xué)習(xí)、生活中的方方面面，以物聯(lián)網(wǎng)為依托，以云計(jì)算為支撐的云視頻監(jiān)控正在成為公共安全應(yīng)用的全新模式。大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和系統(tǒng)將使得數(shù)字視頻監(jiān)控智能化處理提升到一個(gè)更高的水準(zhǔn)。然而，無(wú)論數(shù)字視頻監(jiān)控如何融合發(fā)展，就其實(shí)質(zhì)而言，在安防中視頻監(jiān)控的發(fā)展仍然是延續(xù)如何更真實(shí)地“監(jiān)視”和更有效地“控制”。無(wú)論視頻監(jiān)控如何發(fā)展，都需要面臨三個(gè)基本問(wèn)題，這就是“如何獲取更加清晰影像?”、“如何擴(kuò)大資料存儲(chǔ)容量?”和“如何增強(qiáng)智能控制能力?”下面圍繞視頻監(jiān)控發(fā)展過(guò)程中這幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析。

技術(shù)演進(jìn)過(guò)程所帶來(lái)的權(quán)衡

在談?wù)撃M視頻監(jiān)控系統(tǒng)前，不能忽略視頻監(jiān)控設(shè)備的淵源其實(shí)可以上溯到人類發(fā)明了鏡子的時(shí)代。當(dāng)人類不能再用肉眼的目力來(lái)監(jiān)視時(shí)，必定要借助工具，鏡子就是最初的光學(xué)監(jiān)控設(shè)備。通過(guò)改變光路的途徑和聚焦范圍，又衍生出潛望鏡、望遠(yuǎn)鏡等監(jiān)視裝置。光學(xué)的傳輸容量沒(méi)有問(wèn)題，但容易被阻隔成了大問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)觀看并做出反應(yīng)不是問(wèn)題，但是記錄并保存就是問(wèn)題。隨著照相和電影技術(shù)的出現(xiàn)，影像監(jiān)視可以被保留，但由于顯像技術(shù)無(wú)法實(shí)時(shí)處理而只能起到追溯作用，所以影像的清晰度還是有所保證的。

光電技術(shù)使得監(jiān)控系統(tǒng)以“閉路電視”的名稱而問(wèn)世，顧名思義就是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，加之所賦予的安全防護(hù)應(yīng)用，似乎不可避免地打下了深深的專用系統(tǒng)的烙印。最初的黑白電視使真實(shí)的世界展現(xiàn)大打折扣，直到彩色電視才還原了些許世界的本來(lái)面目。但是，基于電子掃描原理的影像對(duì)分辨率的解讀就是掃描線的數(shù)目。模擬電視信號(hào)可以遠(yuǎn)程傳輸，但會(huì)隨著距離變長(zhǎng)而信號(hào)衰減增大，而且容易受干擾，這就成為傳輸?shù)拇髥?wèn)題。

這種基于模擬電視技術(shù)的系統(tǒng)直到出現(xiàn)錄像技術(shù)，才可以用磁帶方式保存，并及時(shí)查看，但還難以做到實(shí)時(shí)性控制。本世紀(jì)初隨著數(shù)字化視頻的引入，數(shù)字硬盤錄相機(jī)改變了傳統(tǒng)電視錄像監(jiān)控體系，并為擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了可能。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的出現(xiàn)在很大程度上打破了模擬攝像機(jī)監(jiān)控的局限，催生了全新的基于數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字視頻監(jiān)控體系。正是在此基礎(chǔ)上，數(shù)字視頻監(jiān)控才走上了公共安全的大舞臺(tái)，在行業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，其最吸引人之處就在于采用硬盤存儲(chǔ)而實(shí)現(xiàn)視頻的即時(shí)回放查找功能，但是傳輸和存儲(chǔ)的矛盾也就出現(xiàn)了。最初的數(shù)字視頻若采用MPEG1壓縮標(biāo)準(zhǔn)，傳輸和存儲(chǔ)都無(wú)需很大容量，但過(guò)低的分辨率產(chǎn)生模糊不清的觀感;而采用MPEG2壓縮標(biāo)準(zhǔn)，具有可以模擬影響媲美的高分辨率，但需要很大傳輸和存儲(chǔ)容量。直到MPEG4和H.264技術(shù)的出現(xiàn)，才在視頻畫質(zhì)與傳輸和存儲(chǔ)找到了平衡點(diǎn)，正是因?yàn)閿?shù)字視頻處理技術(shù)在解決傳輸、存儲(chǔ)和控制問(wèn)題上有所突破，所以數(shù)字視頻監(jiān)控獲才得了巨大的發(fā)展。

視頻監(jiān)控的“最后兩百米”

視頻監(jiān)控是從部署攝像機(jī)開始，進(jìn)而出現(xiàn)硬盤錄像機(jī)，再擴(kuò)大到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)。而在此基礎(chǔ)之上，又在不斷地增加監(jiān)控的終端節(jié)點(diǎn)，使攝像機(jī)的分布更加密集，這就要考慮到視頻監(jiān)控“最后二百米”的問(wèn)題，這與一般網(wǎng)絡(luò)接入中的“最后一公里”問(wèn)題類似，但又不盡相同。從有視頻監(jiān)控開始，傳輸帶寬的問(wèn)題就長(zhǎng)期存在。從模擬時(shí)代就開始沿用的同軸線纜，到與網(wǎng)絡(luò)傍生的以太網(wǎng)絡(luò)和光纖網(wǎng)絡(luò)，都仍是視頻監(jiān)控設(shè)備的傳輸主體。視頻監(jiān)控應(yīng)用的骨干往往采用高容帶寬的光纖網(wǎng)絡(luò)，而分支則需要借助于雙絞線和同軸線纜。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中所談的“最后一公里”是針對(duì)由骨干線路到入戶的網(wǎng)段接入方式，而對(duì)于視頻監(jiān)控中則與監(jiān)控?cái)z像機(jī)密切相關(guān)，就變成了“最后兩百米”的問(wèn)題。

數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)化似乎成為了一個(gè)趨勢(shì)，當(dāng)攝像機(jī)都全面采用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)后，那么最終還是由網(wǎng)絡(luò)“最后一公里”來(lái)解決一切問(wèn)題。這要從視頻監(jiān)控的需求的特殊性來(lái)分析，問(wèn)題并沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。首先，從視頻監(jiān)控發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，對(duì)高清圖像質(zhì)量提出更高的要求，以求獲得最佳的畫質(zhì);其次，對(duì)視頻影像延時(shí)提出更短的要求，以求易于實(shí)現(xiàn)操控。于是傳統(tǒng)的數(shù)字壓縮技術(shù)屬于有損壓縮，并且具有固有的編碼延時(shí)總是存在，因此即便是將高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)作為視頻監(jiān)控的唯一前端設(shè)備，也未必是最有效的手段。當(dāng)采用高清無(wú)損傳輸技術(shù)的高清攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)自由部署，借助同軸高清技術(shù)可在 “兩百米”距離范圍內(nèi)提供支持。

在解決同軸高清的技術(shù)中，模擬和數(shù)字曾經(jīng)共存，其中SDI憑借在廣電應(yīng)用的成功而有跨界拓展的余地，但對(duì)于價(jià)格敏感的安防領(lǐng)域卻是有所限制。因此，市場(chǎng)需要新一代的數(shù)字同軸高清芯片的出現(xiàn)，并且可以無(wú)損地傳輸高清視頻達(dá)到兩百米，從而超越現(xiàn)有產(chǎn)品，有效地解決視頻監(jiān)控“最后兩百米”的問(wèn)題。采用具有更高性價(jià)比的數(shù)字同軸高清傳輸芯片，可以將傳統(tǒng)的模擬攝像機(jī)改造為數(shù)字高清相機(jī)，而無(wú)需在前端壓縮，可以沿用原有線纜進(jìn)行高清視頻影像的超低延時(shí)的無(wú)損傳輸。

高清實(shí)時(shí)影像保存和智能處理

最有效的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是能如實(shí)地保留實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的影像資料。在“最后二百米”采用數(shù)字同軸高清技術(shù)所獲得的高清視頻傳輸?shù)揭曨l服務(wù)器，將可以進(jìn)行存儲(chǔ)和智能化處理。與網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)所傳輸?shù)膲嚎s視頻流不同，高清視頻影像可以無(wú)損而超低延時(shí)地進(jìn)行即時(shí)視頻分析，并根據(jù)結(jié)果與前端攝像機(jī)進(jìn)行互動(dòng)而實(shí)現(xiàn)操控，同時(shí)也可以根據(jù)判斷，對(duì)于所需存儲(chǔ)影像資料選擇適合的分辨率。這是一種智能化的存儲(chǔ)方式，首先保證原始信息如實(shí)地得到監(jiān)視，然后保證有用信息不會(huì)輕易丟失。對(duì)于重要的影像資料，特別是敏感時(shí)段內(nèi)的影像資料，可以繼續(xù)上傳到后端服務(wù)器再處理，甚至視頻云的海量存儲(chǔ)器中。

智能視頻分析在數(shù)字視頻監(jiān)控應(yīng)用起到重要的作用，這也就體現(xiàn)在由監(jiān)視到控制的有機(jī)統(tǒng)一。但視頻分析是有條件的，必須要保證攝像機(jī)所采集的影像滿足一定的分辨率才可以有效地處理，另外就是要具有足夠高性能的處理器才可以處理。智能視頻分析最初只能在后端借助于強(qiáng)大的服務(wù)器進(jìn)行處理，很難達(dá)到實(shí)時(shí)效果。之后開始有采用高速嵌入式處理器，在前端服務(wù)器端進(jìn)行視頻分析處理，實(shí)時(shí)地對(duì)可能出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行處理，并及時(shí)發(fā)出警報(bào)。智能攝像機(jī)可以完成一些簡(jiǎn)單的視頻分析處理，但功能非常有限。

要使數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有充分的高效的智能分析能力，系統(tǒng)分層的理念需要更加清晰。首先，必須保證由前端采集到無(wú)損且有超低延時(shí)的高清影像順利傳輸?shù)角岸说姆?wù)器，前端設(shè)備可以是高清攝像機(jī)，也可以是高清快球。其次，通過(guò)運(yùn)行智能視頻算法軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)的視頻分析處理。然后，針對(duì)視頻分析結(jié)果進(jìn)行及時(shí)響應(yīng)。需要提出的是，常規(guī)數(shù)字視頻壓縮后的影像并不適合有效的智能分析，原因在于，其一，無(wú)論是H.264還是H.265，所要追求的就是減少帶寬，因此必然損失許多原始影像信息;其二，壓縮和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难訒r(shí)太長(zhǎng)，嚴(yán)重妨礙智能分析的實(shí)時(shí)性。

隨著數(shù)字視頻監(jiān)控的跨級(jí)融合應(yīng)用，監(jiān)控已經(jīng)不只是滿足了監(jiān)視，而且要發(fā)揮更強(qiáng)的控制的作用?，F(xiàn)在工作現(xiàn)場(chǎng)和公共場(chǎng)所的場(chǎng)景，以及各個(gè)過(guò)程和流程都需要確保具有可靠的視頻記錄，并且在特殊事件出現(xiàn)的第一時(shí)間內(nèi)要有應(yīng)急處理。這都要依賴高速的視頻傳輸、海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和高效的智能處理，監(jiān)控末梢的“最后兩百米”傳輸也將有效支持高清視頻所需要的海量存儲(chǔ)資源，并支持不斷提高的視頻分析技術(shù)。數(shù)字視頻監(jiān)控融合發(fā)展已經(jīng)到了一個(gè)細(xì)化的階段，任何技術(shù)手段的演進(jìn)都是為各種新業(yè)務(wù)服務(wù)的，而技術(shù)體制也將呈現(xiàn)出多樣化，因此需要更多地關(guān)注與業(yè)務(wù)相結(jié)合的應(yīng)用，才能使技術(shù)發(fā)揮更大的效果。