引言：視頻監控市場從模擬CCTV視頻系統轉向更為成熟的、基于網絡的IP視頻已成為業界的共識。但另一方面，盡管IP視頻監控將成為未來的主流，但就目前情況來看，該市場仍為傳統的模擬攝像機所主導。是什么原因使得IP監控市場啟動如此之慢？IP視頻監控未來將呈現怎樣的發展趨勢？電子工程專輯專訪數位業內知名專家，為您做出逐一解答。
啟動之慢，原因何在？
Aptina公司高級業務拓展市場經理Cliff Cheng對記者說，雖然IP攝像機的年增速達到了兩位數，但仍然存在一些制約因素，限制了IP攝像機采用率超過總體監控攝像機出貨量的50%。目前，大多數IP攝像機部署于沒有同軸電纜的新建場所。然而，市場上仍然有6000多萬臺通過同軸電纜連接的CCTV攝像機，是無法在一夜之間被替代的。因此，IP攝像機的發展趨勢就是通過現有的同軸電纜來輸送高清視頻流。為了應對這一挑戰，以HD-CCTV、Intersil SLOCTM為代表的新興技術正在涌現。一旦它們得以普及，由于高清IP攝像機的安裝更便利，安裝成本更低，其采用率將會迅速增加。
Aptina公司高級業務拓展市場經理Cliff Cheng
“世界上第一臺網絡攝像機的出現已經是10多年前的事情了。從這幾年的發展情況看，IP視頻監控是未來主流的這個趨勢大家都認同，但IP攝像機出貨量超過CCTV攝像機出貨量這個點卻遲遲沒有出現。”中星微電子CTO張韻東坦承，“影響市場發展速度的因素首先是IP視頻監控系統的復雜性，比由模擬攝像機、DVR和視頻矩陣為主體構成的傳統監控系統要超出很多。”
舉個簡單的例子，攝像機架設好之后，如果發現沒有視頻，傳統方案下，施工人員從攝像機的輸出到顯示器的輸入，基本上只要檢查線路通暢即可；而在IP方案下，除了線路問題，還有IP地址等一系列網絡相關設置，中間可能還涉及到網絡交換機等設備，要準確定位視頻沒有出來的問題，工程人員可能還需要操作客戶端界面，甚至輸入調試命令，這對于工作人員的知識要求比傳統監控系統的工作人員要高很多。
傳統的監控系統由于是純模擬信號的采集，傳輸與顯示之間的互通性很簡單。而IP視頻監控系統是基于IP網絡的，在視頻編解碼標準、網絡傳輸協議方面如果沒有統一的標準，對系統集成商、工程安裝以及用戶來說，也是一個頭疼的問題。此外，高清圖像采集起步較晚，一些固有的技術特點導致直觀圖像效果差異，也影響了一些用戶對IP視頻監控系統的接受。加上對網絡帶寬，存儲成本增加的要求大幅增加，其成本壓力也是不容忽視的一個方面。
ADI公司技術市場經理張鐵虎認為，智能IP監控工程應用對可靠性、實時性和可部署性的需求大大提高：可靠性方面，要求有強大的算法基礎、有針對具體應用需求的規則和抗干擾能力；實時性方面，要求系統具備實時輸入、實時運算和實時控制的能力；可部署性方面，要求系統能與當前混合式(模擬與數字)監控系統接口、可獨立工作、可內嵌至設備、具備規則設定與維護能力、以及低成本。另外，如何在現有的視頻監控網絡里加入實用的、符合行業需求的智能視頻分析，將成為安防廠商面臨的另一個主要挑戰。
數字、高清與智能分析已是大勢所趨
張韻東表示，IP視頻監控系統的規模越來越大，要高效率地利用海量的視頻監控數據，就必須更多地采用智能分析技術，而且是要在監控前端編碼階段就對關鍵目標的通用特征參數進行分析和采集，再結合控制中心服務器上的應用軟件，來提供各種面向行業和應用的智能分析功能。
為了實現這一點，中星微算法團隊在在視頻質量診斷、運動目標檢測、人臉檢測與識別(特別是無約束狀態下的人臉檢測)、關鍵目標的通用特征參數分析與提取等方面進行了長期的投入。他同時強調認為，視頻分析的運算非常復雜，要能實時地進行視頻分析，除了采用更為高端的處理器，更為先進的工藝之外，算法的優化、芯片設計過程中的精雕細琢也必不可少，包括對高性能處理器的優化、存儲訪問效率的改進、以及低功耗芯片設計技術的采用等，都是非常關鍵的。
今年3月底，中星微在SVAC產業聯盟會議上發布的全球首款SVAC視音頻編碼器芯片，就集中體現了這些研發成果的積累。該芯片不僅能支持多路標清或者單路高清的SVAC國標視音頻編碼，也能對視頻流中的關鍵目標進行分析，提取特征參數，結合SVAC國標中監控專用信息編碼等技術，不僅能讓前端產品更智能，也能通過與平臺軟件的結合，提供更為豐富的智能應用，促進IP視頻監控系統的應用發展。
德州儀器(TI)DSP視頻產品業務拓展經理王承寧認為，未來IP視頻監控正呈現明顯的三大發展趨勢，即遠程視頻監控、綠色節能和內建視頻分析功能。“視頻分析有助于優化視頻流量、數據存儲以及系統效率。用戶可設置一些觸發條件，系統只有在滿足觸發條件時才啟動錄制、提醒和發送功能。”他分析稱，2012年，越來越多的IP視頻監控產品將集成視頻分析功能，DVR將從CIF格式快速轉向D1格式。
例如，當把攝像機架在一個90%的情況下都沒有車通過的路口時，如果采用720P 30高清碼率拍照，一個月下來就需要445G的存儲空間；但如果換種思路，在沒有運動發生時采用低分辨率、低幀數的VGA拍照，當產生運動時再使用720P 30高清畫質，兩者疊加最多只需要78G的硬盤空間，還不到傳統方式20%。
為了幫助客戶快速推出具有視頻分析功能的IP攝像機，TI最近推出了第二代基于達芬奇DM8127+Aptina A10030千萬像素級CMOS圖形傳感器的IP攝像機參考設計。其中，DM8127不但可支持一路H.264格式1080p每秒60幀編碼和多個不同分辨率的子碼流，還集成了主頻最高達750MHz的C674x DSP用以智能分析，以及最新的HD-VICP協處理器以支持高清編碼。
“從TI的角度來看，隨著數字視頻監控產品高清和智能需求的提高，前端模擬單元不可避免的要集成到處理平臺中來。”王承寧說，“這樣既可以增加集成度、降低成本，同時對于提升系統性能也有可靠的保證。”除此之外，視頻處理子系統中的核心還包含影像信號處理器(ISP)。
他進一步解釋稱，視頻采集過程中，前端把CCD/CMOS傳感器所采集的影像經過視頻接口采集，然后通過ISP進行3A成像處理，包括“自動曝光(AE)”、“自動白平衡(AWB)”和“自動聚焦(AF)”。同時，為適應成像過程的高速相應，IMCOP影像性處理器和IPIPE影像流水處理單元也是必不可少的。這三個部分都將存在于ISP中，同時集成的還有OSD以支持屏幕圖文顯示。
然而，并不是所有ISP都可以輕易地把人臉檢測功能集成進來。由于針對高清應用的CMOS傳感器(500萬-1200萬像素)已逐漸成為主流，所以選擇強大而成熟的ISP將至關重要。當然，作為子處理系統，如何確保在SoC上實現更有效地協調工作機制更為關鍵。在TI新的體系結構中，以增強型ISP為核心的前端模塊有專門的ARM Cortex-M3微處理器控制，而高達1GHz的Cortex A8主處理器在必要時則可以分擔前端視頻的處理能力。
他同時強調稱，IP視頻監控自身仍然存在沒有克服的缺陷，包括：
1.從模擬轉向IP監控過程中基礎設施的置換成本較大。
2.目前主流的H.264算法對編解碼設備的硬件性能要求較高，一旦編解碼設備不能滿足要求，很容易造成視頻的延遲，而這樣的延遲在對實時性要求較高的應用中是不可接受的。由于大數據量的原始視頻必須壓縮后才能在IP網絡傳輸，對視頻質量造成一定損失，這是IP標清視頻系統難以推廣的重要原因。
3.IP系統在為用戶帶來極大便利的同時也為監控系統帶來了極大的隱患。
4.現階段IP監控系統存在的最大問題在于編碼算法不統一，即使同一種算法，各家做法也各不相同，這種現狀的直接后果是不同廠家的視頻編解碼設備無法做到通用，也為項目設備的采購、施工調試和后期擴容造成了極大的不便。
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