視頻監控技術的發展正受到兩個方面的壓力。一方面，監控系統作用和功能被認可，各行各業都表現出巨大的需求，視頻監控已成社會管理、環境監控、業務監管、狀態控制，特別是公共事務管理的首選和必備手段。同時上級領導、主管部門也對監控系統建設及取得的效益給予了充分的肯定，作為政績考核的重要內容。可以說從上到下對視頻監控都表現出巨大的、剛性的需求。
另一方面，早期項目和建成系統反映出的許多技術問題與不足，系統運行過程中暴露出的缺欠和管理上的問題沒有得到很好的解決。系統獲得的信息量巨大，但應用水平低。同時系統建設投入大，實際效益卻與期望差別較大。顯然，這方面的壓力是監控技術發展負面的因素。
在這兩個壓力的相互作用下，加之視頻技術快速發展，新技術不斷涌現，而其成熟度和實際效果并未得到實踐的證明，致使用戶在進行選擇時猶豫不決。因此有人評論當前視頻監控系統建設正處于進退兩難、舉棋不定的糾結狀態。
視頻監控技術要想得到更廣泛的應用，走上新臺階，解開糾結，必須要重新、全面地規劃監控系統的結構、功能、技術指標和技術構成。在紛繁的技術環境下做出正確、可行的選擇。希望安防技術工作者，不是一味地宣傳什么趨勢、潮流，呼喚新時代的到來，而是把新技術、新產品創新的實質、它將帶來的影響和改變，可以達到的限度(技術限值)、特別是它們目前的成熟性、適用范圍及應用的切入點告訴大家。
增加量、提高質
公共事務管理需要建設大型的視頻監控系統，許多小系統也需要通過聯網進行整合，大型化成為視頻監控系統的趨勢。但正是這種大型系統突現了上述的負面問題。因此在進一步推廣和普及監控系統應用時，是通過增加量來實現系統的大型化，還是努力提高質量來提高系統的效能，成為須首要決定的問題。
在傳統視頻監控系統的設計模式上，增加攝像機的數量，擴大系統的覆蓋是最簡單的方法。但它會加劇上述問題，導致更嚴重的負面影響。而且單純的提高攝像機的數量，并不能解決看不見、看不清、系統信息資源利用率低的問題。提高系統的質，意味著要采用新技術和新產品，然而在目前的技術環境下，新技術和新產品在功能、性能和成熟性方面有一定的限度。即使大家寄予厚望的高清攝像機、視頻智能分析技術也不能從根本上解決看不見、看不清、看不了的問題。看不見并不完全是因為沒有攝像機，看不清通常不是由于攝像機分辨率不夠，而看不見、看不清的時候無法進行智能分析，智能處理并不能生成沒有獲得的信息和恢復丟失的信息。所以提高系統的質，并不是看不見增加攝像機、看不清換高清、看不了上智能這么簡單的事，而是一定要采用新的設計思路和理念,在系統設計上進行創新。
重視攝像機合理布局的設計
要重視攝像機合理布局的設計，要從不同機型的選擇、組合和安裝方式，方位、數量、照明等方面綜合考慮，統一規劃;不能孤立地、一個點一個點地規劃攝像機的選型和配置。要建立監控區的概念，根據其性質和要求，通過多個攝像機形成有效的覆蓋。“有效覆蓋”不是傳統的攝像機視場的無縫拼接(無死角)，而是通過攝像機的組合，保證在監控區內，目標和事件的捕捉率達到規定的幾率，如一個目標在監控區內活動，可以獲得的一定數量的圖像。按無死角的思路去設計系統，只能是增加攝像機來提高覆蓋，是沒有限度的;有效覆蓋則是按規定的要求去設計系統，追求系統的綜合效果、最優性價比，正是法網恢恢、疏而不漏的哲學。
加強系統的實時監控功能
要加強系統的實時監控功能，視頻監控系統原本就是依此設計的，實時監控是系統的基本功能，畢竟人的觀察是發現稍縱即逝的事件(信息)和實現快速響應的最好方式。
無論系統智能化程度多高，實時監控都是系統不可缺少的功能。然而目前許多系統已弱化了這一功能，甚至不具備實時監控的條件，系統的基本功能已轉變為事后查證(信息存貯)。主要表現為：圖像顯示環境的人機關系不適合于人的觀察;系統的控制不便于針對目標或事件的監控。所以加強實時監控功能一定要改變系統設計思路和理念，并在系統結構上實現創新：
· 要專門設計系統的監控位，建立較好的觀看環境(屏幕的布置和人機關系)，保證系統具有監控適當數量圖像的能力;加強值機人員的培訓并采用適當的激勵機制，提高觀察方法和技巧，提高通過實時監控發現事件及其動向的能力;
· 要改進系統的結構，監控位應具有(經授權)自主生成局域的或以事件為中心的子系統，子系統的攝、存、控可以獨立的管理和操作。這樣的子系統可以按事件記錄圖像信息(看與錄的內容一致)和以事件為特征進行圖像檢索。
建立報警提示的功能
要建立報警提示的功能，報警聯動、切換圖像是安防系統的傳統功能，這一功能現已弱化，主要是沒有合適的探測手段。對開放環境，確實不能像封閉性局域系統一樣，使用入侵探測器來觸發報警，切換相關圖像。可以采用人機互動(巡邏人員報警，報警按鈕)，形成報警觸發機制;在這方面圖像智能分析可能會有所作為，通過對不規范行為的識別、及時提示、警告，記錄信息、傳送警情(圖像)，也可適當采用圖像智能分析技術提示值機員、切換圖像來提高監控的效率，避免遺漏。
加強系統深化應用
要加強圖像搜索、過濾、關聯、綜合分析技術的研究，提高圖像，特別是存貯圖像的應用水平。所謂深化應用就是把有用的信息，及時、準確地提取、記錄、整理出來。
數字、模擬
很多人認為數字視頻監控系統已經很成熟、很普及，實則不然，目前、數字視頻系統還有許多問題需要解決，它真正的優勢還沒有體現出來，真正的數字視頻監控系統也不多。人們一直在對數字、模擬兩者的技術優勢、經濟性和適用性進行權衡、比較。視頻監控技術“三化”的趨勢確實不是新概念，但遠未實現。數字化是網絡化、智能化的基礎或前提，必須將數字視頻技術本質的優勢表現出來，并選擇適當的切入點，數字視頻監控系統才有可能得到廣泛的普及。
視頻監控系統的數字化是必然的，但并不意味著模擬系統會完全被替代，即使數字系統廣泛的應用了，模擬視頻監控系統仍然有一定的市場和發展空間，特別是在局域性的系統中。兩者在不同的環境下，各具優勢(技術、標準化、經濟性和圖像質量)，很多情況下，模數混合方式將是一種合理的選擇。
數字化的本質優勢在于可以獲得和表達更加豐富的信息，并能較大的降低系統開銷(資源的占用)。數字視頻監控系統一定要獲得很高的圖像質量(比之模擬系統)，才能得到市場真正的認可和接受，因此系統的設計思想應從在規定的(通常是窄帶的)資源出發來設計系統可達到的圖像質量，轉變為以規定的圖像質量要求去規劃系統所需要的資源。
高清攝像系統是視頻監控數字化的切入點。在視頻系統數字化的進程中，有過最后一根視頻電纜多長，既在什么地方進行模數轉換的問題。真正的高清攝像機(數字機)沒有這根電纜，實現了全系統信息流的數字化，同時傳送高清的圖像格式(保證高清圖像質量)，因此是真正的數字化系統。
數字化視頻監控的實現途徑
數字化(高清)視頻監控的實現主要有兩種途徑：HDcctv和網絡視頻。
HDcctv，由廣播電視系統SDI方式發展而來，從系統結構上看：它是傳統監控模式的延伸，核心的特征是閉路的結構和傳輸介質的專用性。它對攝像機輸出的視頻流不分包、不壓縮，所以傳送圖像不失真、不抖動、實時性好，為系統后臺的圖像智能分析提供最佳的圖像。這樣的結構利于系統從標清到高清，從模擬到數字平滑的轉換，或構成標/高清、模/數混合系統。平滑轉換并不意味著完全兼容,所謂“插上就用”是不對的,認為它與模擬視頻是完全相同的觀點也是錯誤的。系統中采用的同軸電纜或BNC連接器與模擬CCTV系統中的產品在性能上完全不同。
SDI系統的數據流不是通常的視頻壓縮編碼信號,而是將并行的視頻分量信號轉換為串行順序制信號的數字流，因其不做壓縮處理，故數據率很高。通常、SDI是270M系統，而HD-SDI是1.5G系統。因此、傳輸距離受到很大的限制，但隨著光通信技術的進步和應用，這一點會得到明顯的改善，HDcctv方式的應用范圍也將不斷的擴展。
網絡視頻，利用網絡平臺的數字視頻系統。其特點是開放、系統可自主生成、便于系統的擴展和升級。目前、基于網絡傳輸的視頻監控系統已有了大量的應用，但與模擬視頻監控系統相比，在圖像質量上還沒有表現出優勢。通常認為圖像質量的主要指標是圖像格式(分辨率)和延時，其實抖動是一個更嚴重的問題。網絡視頻系統產生圖像延時有多種原因，如編/解碼、數據分包等，也包括攝像機本身的圖像處理(寬動態、圖像積累等)，但這些因素不會引起圖像的抖動。所謂抖動是指圖像幀率的波動，主要由網絡環境決定，如網絡帶寬的變化和各種干擾。網絡視頻監控系統一般沒有前向糾錯功能，圖像傳輸受網絡環境的影響，會產生較大的圖像抖動，如出現錯碼和丟包時，需要進行數據重發。這種圖像幀率的不穩定對圖像內容分析的影響很大，是今后網絡視頻系統要注意解決的問題。
目前有所謂三大標準(HDcctv、ONVIF、PSIA)之爭，實際上就是上面的兩種選擇，有人認為網絡視頻是最終的解決方案，HDcctv是其完善前的過渡。其實兩者各有長處，具有互補性，在相當長的時間內，兩者會共同存在，并各有自己的市場。
高清、標清
高清晰度攝像機是借用廣播電視的概念，應用電視一直用分辨率來評價圖像表達細節的能力。高分辨率是應用電視攝像機一直追求的目標，在保持掃描格式不變的條件下，水平分辨率不斷地提高，如所謂模擬高清攝像機,其分辨率可達600-700TVL。有些攝像機的攝像器件像素數可達130萬、500萬，甚至更高，它們的輸出信號是標清的視頻信號，在電子變焦(拍攝或顯示局部圖像)時，可得到很高的分辨率,但它們仍是標準電視制式設備，與之保持完全的互換性。還有些大像素的攝像機，因不能保證足夠的幀率，已屬數碼相機的范疇。
高清電視攝像機則不同，它要求圖像分辨率在水平、垂直兩方向上比平均標準電視增加一倍，并且亮、色分離(標清是通過頻譜交錯技術復合在一起)，所以(電視)掃描制式、基帶信號格式與標清電視不同，兩者不再兼容，不可互換。目前高清攝像機的圖像輸出主要是數字流。
推廣高清監控系統，首先要明確高清圖像在哪些方面能表現出它的優勢。顯然，在觀察局部圖像和希望獲得圖像細節信息時，高清圖像的價值才能體現出來。如將局部圖像全屏顯示時，圖像仍具有很高分辨率，并不出現馬賽克現象;電子警察或道路卡口系統在進行號牌識別時，足夠的像素數才能得到較高識別率。再如進行圖像個體識別時、高分辨率(像素)圖像是重要的條件。但在通常的實時監控環境下(觀看距離與顯示動態圖像)，高清圖像與標清圖像的觀察效果差別不大;在進行圖像行為分析時，對圖像的幀率穩定性(時間分辨能力)要求很高，而對圖像(空間)分辨率要求并不高。所以建設視頻監控系統時，要具體問題具體分析、因地而宜，選擇合適的場合和部位采用高清攝像機，不要簡單地從概念出發，一刀切。
目前高清視頻監控系統還沒有形成統一的標準(制式)，如何實現系統中攝像、傳輸、錄像、顯示、圖像變換和處理設備完整的配套和統一的接口。這也是高清視頻監控技術要盡快解決的問題。只有建立統一的標準，形成完整的配套，才能做到，各廠家設備的互換性和通用性，為用戶提供更多的選擇。
最重要的是要解決高清圖像與標準圖像系統的集成問題。它們不能簡單地成為兩個獨立的系統，以保證高清系統的高質量圖像和高分辨率。視頻監控系統必須對系統中各種信號源的圖像進行綜合顯示、記錄和編輯等處理，對高清圖像進行下變換，或對標準圖像進行上變換。目前很少見到將標清信號上變換的系統，大多系統在圖像顯示時，都是將高清圖像信號解碼成標清格式(下變換)，顯然這樣的系統將高清攝像機的圖像質量打了折扣。
談到實現高清視頻監控系統的技術途徑，又回到上節的問題，既存在HDcctv和網絡視頻兩種方案。從媒體的宣傳看，網絡視頻的呼聲似乎很高，最近有關HDcctv的聲音才逐漸多起來，其實在技術成熟性和圖像質量方面，后者是有優勢的，只是受傳輸帶寬的限制，應用范圍上有一定限度。而網絡視頻目前主要應用于視頻監控系統的組網，重點還放在解決網絡間的互聯，系統間的互操作和數據間的互通(解碼)等方面，對實現高清圖像的傳輸并沒提出更好的方案。
強調制訂統一的標準就引出一個問題，既高清監控系統是否與廣播電視保持基本相同的制式。我們知道應用電視一直采用與廣播電視基本相同的制式，保持基本設備的通用和互換性，在傳輸、記錄、顯示、編輯方面基本采用廣播電視的設備，而把專用攝像機做為自己研發的重點。視頻監控技術在數字化過程中，產生了許多獨具特色的設備，如數字存貯設備和上面提到的攝像機，好像要與廣播電視分道揚鑣，于是產生了高清監控系統是否繼續堅持原有的選擇的疑問。其實毋庸置疑，在高清時代，應用電視仍將與廣播電視保持基本相同的制式。做為電視技術的兩個輪子，它們具有共同的技術基礎，廣播電視在巨大市場需求的拉動下,是電視技術進步的箭頭，也帶動著應用電視的技術進步。保持這種方式符合技術規律和市場規律，也最具經濟性。
圖像識別、內容分析
人們把解決現行視頻監控系統的不足寄望予智能化，甚至期望它能解決目前存在的所有問題，然而現實與期望相差還很遠。
圖像的自動解釋是視頻監控系統智能化的基本標志，但其真正的含義、基本功能及實現的途徑是經過很長時間的探索才逐漸清楚的。通過圖像來識別個體是安全系統最迫切的要求，近年來，圖像識別有了大量的成果，各領域，特別是安全領域都有了初步的應用，主要有兩種方式：
· 驗證：通過對監控目標的識別，確認目標的身份及正在發生行為的合法性。這是安防系統的基本功能和典型應用;
·識別：將輸入特征與數據庫中大量的參考值進行比對，確定目標的身份，以發現各種事件的相關線索。是偵察系統的典型應用,這樣的系統要建立海量的樣本數據庫。
以上兩種方式和應用都要求系統首先要定義特征，并保證原始輸入和現場輸入的相關性，也就是建立一個稍加限制的環境。然而通常的視頻監控系統達不到這個要求。這就必須導找一個新的途徑，我們知道圖像的兩個分辨能力為圖像識別、內容分析提供了條件，成為圖像技術研究的方向。內容分析自主的定義(簡單)特征不與原始輸入相對比，而是通過圖像關聯來實現目標的識別、行為分析和預測等，所以稱為圖像內容分析。它以通常的視頻(監控)系統為基礎平臺，是監控系統智能化的方向和實現途徑(筆者六年前在a&s上撰文時提出的)。
圖像內容分析的研究分四個階段，產品和應用也分四個層面：
· 將(運動)目標從視頻圖像中分離出來。并能在簡單環境下(單目標、背景單純)對目標分類;
· 在簡單環境下對目標進行行為分析，判定其運動的方向、方式，目標的復合或離散，發現和告警異常的行為;產生目標的運動軌跡，并能進行目標的自動跟蹤;進行目標的統計、關聯、過濾、趨勢預測等;
· 在復雜環境(既通常的視頻監控環境)下實現上述功能,并實現(單源、多源)圖像的關聯;
· 實現視頻語義的解析，通過對一個圖像序列的分析，理解其包含的真實信息。
前兩個層面是圖像內容分析的定義，目前已有了一些成果;第三個層面是技術實用性的關鍵，達到了這一點，系統才具有應用價值，目前大多數產品還達不到這一階段;視頻的語義解釋是技術的最高境界，它表明機器具有了與人一樣的理解圖像的能力，但具有人所不能達到的效率，目前還達不到這個程度，但可以通過內容分析對圖像信息進行標引，進而圖像信息間的關聯，圖像與聲音、圖形、文本之間的關聯，這是圖像信息深化應用的前提，可稱為視頻半語義解釋。
圖像內容分析不同于視頻探測，也不同于圖像識別，視頻監控系統智能化的真正含義和基本功能就在于此。圖像內容分析既要處理單幀圖像(分離目標)，又處理圖像序列(行為分析等)，既關聯單個圖像源(攝像機)的圖像，又要關聯多源的圖像。既可在前端處理，又需要系統(后臺)處理。因此一定要采用分布式增強處理結構，引入云計算的概念并成為物聯網的核心技術。
物聯網在安防系統的應用并不是成熟產品的應用，而是概念的推廣和關鍵技術的突破。傳感網是物聯網的基本單元，它的核心功能是真實感知和各傳感器之間的互聯(信息的關聯)。圖像內容分析技術充分實現視頻探測的功能，并可進行各種信息的關聯，因此可成為傳感網的核心，正是物聯網迫切需要突破的關鍵技術。
視頻監控系統的智能化是逐步發展的過程，不可能一蹴而就，也沒有終極的結果，要經過不斷的技術積累，特別是核心技術的突破。
監控技術智能化已經實現的觀點是不正確的，希望它能解決目前監控系統的所有問題和不足也不現實。
圖像系統智能化的重要標志是信息的機器解釋，但不能完全代替實時監控，應通過圖像分析技術來提高實時監控的效率和效果，消除和改善實時監控容易出現的問題。通過分析，發現超出正常的狀態，確定其相應的(風險)等級，然后產生相應的提示、警告、反應信息，再通過實時監控，捕捉到轉瞬即失的事件、事態圖像。
要積極的選擇合適的場合應用圖像內容分析技術，只有應用才能促進它的發展，讓人們認識到它的作用，改進它的不足。但不能不分場合的、盲目的遍地開花。
結語
視頻監控技術正處在大變革的時期，我們面對多種選擇，需要正確的把握方向。因此、要傾聽各種聲音，既要跟上技術的潮流，又要作到不跟風，不盲從。特別要注意國內外知名品牌(企業)的動向，注意理解技術后面深層次的東西.
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