智能化是现代安防监控系统发展的方向 - 安防知识网

现代安防监控系统，是一种利用网络组成的功能强大的网络安防监控系统，但这种系统也只是一种事后取证的系统，而不能事前预/报警，做到真正保平安。本文介绍现代安防监控中核心的视频监控系统的发展、现代数字化网络化安防监控系统的优缺点及其智能化的发展方向，供读者参考。
文/雷玉堂

引言
目前，安防监控系统已由第一代的模拟系统，经第二代数字化发展到第三代的网络化安防监控系统。因为随着网络传输技术、图像编解码技术的成熟，实现各行业客户的需求已经取得了重大的突破，大型的网络安防监控系统正在全国各地迅速地建设起来。这种网络安防监控系统具有安装部署便捷，节省线缆，轻松实现远程监控访问，可升级性、可扩展性强等传统模拟安防监控系统所不具备的优势，而正在成为越来越多的新建、改造或者扩展的安防监控系统项目的第一选择。但是，在平安城市建设项目中，一个地级市的网络视频监控系统少的有五、六千个监控点，多的就达数万个。而大城市就更多，以北京为例，现已安装摄像头26万多个。可这种网络视频监控系统已不可能是“实时监控系统”，实际上是一种事后取证的系统，仅提供事发后的录像数据查询，而不能事前预/报警；并且，由于大规模监控系统运行的需要，工作人员也根本无法管理和监看成百上千个摄像头，因而在很大程度上失去了监控系统的预防与积极干预的功能。因此，这种系统除了效率低之外，对图像信息的利用也不充分。尤其在世界反恐斗争日趋严峻的今天，智能化的网络视频监控系统显然能够成为应对恐怖主义袭击和处理突发事件的有力辅助工具。因而网络视频监控系统必须向第四代的智能化的网络视频监控系统的方向发展。

还需强调的是，平安城市项目是一个综合性的超大型管理系统，不仅需要满足治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求，而且还要兼顾灾难事故预警、安全生产监控等多方面对图像监控的需求，同时还要考虑报警、门禁等配套系统的集成以及与广播系统的联动，其对“监”、“控”合一、尤其是“控”提出了非常高的要求。要达到这样的目标，仅单纯靠人的眼睛肯定是照顾不过来的。因此，必须要智能化，即借助计算机强大的数据处理功能，对视频画面海量数据进行高速分析，将监控者不需要关注的信息过滤掉，仅提供关键信息，并依据设定的规则进行判断和报警。显然，智能安防监控的发展首先要能够适应复杂多变的场景，其次要能识别和分析更多的异常事件。因此，智能网络安防监控系统不仅可用于事后搜寻犯罪嫌疑人，而且可以预防与阻止灾难与犯罪事件的发生。如果把前端的监控摄像机看作人的眼睛，则智能系统就可以看作是人的大脑，由此整个系统可实现从目视解释向自动解释的转变，这也是安防监控技术的飞跃，是安防技术发展的必然。

除平安城市的需要外，还要看到一个重大的事件带来的机遇、其产生的推动力会极大地激励和催化技术的进步。美国911及英国2005年7月伦敦爆炸案事件引起了全世界的振动，其侦破过程对于安防监控系统，特别是智能视频监控系统的发展也起到了巨大的推动作用。预计，随着高效、多核DSP的出现，智能视频监控系统的成本将下降，其产品也将得到更为广泛的应用。

智能化是数字化、网络化安防监控系统发展的必然趋势，也是网络化视频监控系统构建新型安全防范及保障系统建设的必由之路。因此，智能化是平安城市建设的需要；智能化是现代信息社会发展的需要；智能化是一个国家科技实力的体现；智能化也是一个国家人民创新力的体现。目前，网络视频监控系统急需智能化的视频分析功能，并己成为网络视频监控的热点话题及发展方向。

视频监控系统在我国的发展
实际上，安防系统的发展，主要是看其核心的视频监控系统的发展。在我国，视频监控系统的发展，已经历了第一代的全模拟系统，第二代的部分数字化与全数字化的系统，第三代的网络化的系统的发展演变，现在整个行业正在酝酿一场视频监控的新革命——智能视频监控，即向第四代的智能化的网络视频监控系统的方向发展。其中，模拟产品已经历了数十年的时间，而数字化过程只有近十多年时间，而网络化过程只有5年多的时间，但这5年多时间里图像压缩标准、用于图像压缩的DSP处理器性能、视频处理的产品得到快速发展，尤其是IT技术和企业不断进入到安防行业后，视频监控系统技术和产品的日新月异己可以和IT行业相媲美了。

实际上，数字化网络视频监控系统的产品，在我国的发展过程可划分为下列三个阶段：

第一阶段(九十年代前期)
这一阶段我国的视频监控系统，一般采用国外进口的矩阵控制主机，各安防视频监控公司纷纷开发利用计算机对矩阵主机进行系统控制的软件，以实现电脑对视频监控系统的视频切换、音频切换、报警处理、图像抓拍等多媒体控制。并且，它主要作为视频监控系统的辅助控制键盘使用，这是我国数字化网络视频监控系统开始的雏形。与此同时，众多的安防监控公司开始生产或仿制与国外公司兼容的矩阵主机、解码器、多媒体控制系统、云台外设等监控产品。

第二阶段(九十年代中、后期)
由于这一时期的特点是，图像处理技术、计算机技术、网络技术飞速发展的时期。因此在这一阶段，国内安防监控公司完成矩阵主机、解码器、多媒体控制系统、云台等外部设备产业化生产，台湾地区和国外监控公司继续将他们传统的监控生产线如摄像机、监视器、图像处理器、磁带录像机、报警探测器、报警主机等监控产品转移到中国生产。而国外监控产品制造商大量进入我国，短期内限制了国内监控企业由小规模电子产品企业向大规模生产企业发展的进程，并迫使他们面临更大的竞争压力。这时，国内企业开始把眼光投向一个新的领域，即利用图像压缩技术和网络技术开发新的监控产品。这种新的产品的特点是，利用成熟的计算机技术、图像压缩存储技术和网络技术，利用计算机产业标准化生产的便利条件，而无须投入大量开发、研制和模具生产资金，便可快速生产制造出产品，并投放市场。

但是这一阶段，国外已经开始数字化的监控进程，最先被引进国内的数字监控产品是美国和以色列生产的电话线传输和网络传输产品，图像压缩标准采用MJPEG，使系统具有简单的数字化监控与网络监控的许多功能，以及数字录像功能。由于数字监控设备刚刚引入监控行业，其极高的高科技附加值，吸引了众多监控公司，从而纷纷开发出基于计算机结构的数字化监控主机。该监控主机系统，将矩阵切换器、图像分割器、硬盘录像机集成在一台计算机平台上，从而形成了具有我国特色的监控主机产品，并发展成产业趋势。但由于受到价格的影响以及硬盘容量的限制，这一时期发展的数字监控系统和数字录像系统，还不能够在与模拟设备的竞争中取得优势。

第三阶段(2000年以后)
这一时期的特点是国内的数字化网络视频监控产品与国外产品在技术上处于同一个水平上，而且在制造上，更加具有产业优势。随着图像压缩技术的进步，特别是MPEG-

1、MPEG-2以及MPEG-4图像压缩芯片的大量推广应用，数字监控产品进入了一个快速发展的时期，产品也由原来的数字监控录像主机发展到网络摄像机、网络传输设备、电话传输设备、专业数字硬盘录像机等多种产品。在这期间，由于国内监控市场的特殊性，国外的数字监控产品虽然频繁亮相中国市场，但确没能像他们的模拟产品一样大举进入国内市场，但这些外国的产品为中国市场带来了数字化监控、网络化监控的理念和技术发展方向。

随着中国计算机市场的迅猛发展，而国产化的数字监控产品，开始引领中国的数字监控市场的潮流，在产品的技术上与国外几乎相同（使用几乎相同的计算机和芯片），功能上更能体现中国安防的特殊需求，价格上比国外品牌更具竞争优势。这时，数字硬盘录像设备开始取代传统模拟录像设备，随着数字监控产品市场份额的不断增长，使许多传统的IT企业、网络企业、家电企业纷纷看好这一市场，投入资金、人力、开发数字监控产品，从而使数字化网络化监控市场呈现出空前繁荣的景象。

视频监控系统从最初的100%模拟系统已逐渐发展为今天的数字化网络化系统，已经存在了约25年的时间。现在，使用网络摄像机，并使用PC服务器来进行视频存储，是一个全数字化的网络视频监控系统。在这种系统中，视频可以通过IP网络持续地传送，并具有充分的系统弹性及灵活性。

随着平安城市建设的需要，随着美国911及英国爆炸案件的发生，己看出现有网络视频监控系统的缺陷，从而推动了网络视频监控系统向智能视频监控系统的发展。因为它所产生的推动力，会极大地激励和催化技术的进步，其侦破过程对于智能视频监控系统的发展，显然也起到了巨大的推动作用。

现代数字化网络化安防监控系统的优缺点

现代数字化网络化安防监控系统的优点
1、系统容量大，扩容方便。
因为利用网络可组成非常庞大的系统，且容量大，在传输中占用的带宽很小，可以有任意多的前端摄像机和多个分控中心。目前较好的系统网络延时小于100ms，无论增加摄像机或监视器，都只需要增加相应的终端设备和编解码器，而无需对已有的系统作任何改动，因而扩容方便。

2、系统可使用高分辨率(百万像素)网络摄像机，且有稳定的图像质量。
因为现有的视频编解码技术可以达到DVD高的清晰度，所以系统可使用高分辨率(如百万像素)的网络摄像机，且有稳定的图像质量，可完全满足安防视频监控规范中5级图像的要求。

3、施工简单，维护方便。
由于采用网络传输方式，无需重新大量布线，因而可以节省很多线缆，减少施工量。即使在中心控制机房也无需大量的视频电缆，从而使施工简单，非常方便管理与维护。

4、能通过IP网络远程传输视、音频及各种数据控制信号，并有以太网供电(PoE)和无线功能。
因为PTZ、音频、数字输入和输出信号等可与视频信号一起通过IP网络远程传输，并有以太网供电(PoE)和无线功能。而且，可使用标准网络和PC服务器硬件，进行视频记录和管理，也使分布式视频记录成为可能。

5、有充分的系统弹性与灵活性。
系统可和网络DVR、网络视频服务器、网络摄像机混合使用，从而可灵活而轻松地扩容，因而有充分的系统弹性与灵活性。

现代数字化网络化安防监控系统的缺点
1、不能提供更多高级的视频分析与识别功能。
数字化、网络化的视频监控系统，实际上仅是一个“事后的录像查询系统”，而不能事前预/报警。因为网络视频监控设备不具备强大的图像处理能力和智能因素，因此不能提供更多高级的视频分析与识别功能。

2、不能减少工作人员的工作量。
数字化、网络化的视频监控系统正在向越来越大的趋势发展，而值班工作人员根本无法管理和监看成百上千个摄像头。据国际权威机构提供的数据称，“一名保安人员全神关注一个变化较少的视频图像，连接20分钟后大脑几乎进入麻痹状态”，因而在很大程度上失去了监控系统的预防与积极干预的功能。因为网络视频监控系统不能对原始数据自动进行分析与识别，即代替保安人员去监视，所以不能减少工作人员的工作量。

3、不能成为应对恐怖主义袭击和处理突发事件的有力的辅助工具。
在世界反恐斗争日趋严峻的今天，数字化、网络化的视频监控系统不能够成为应对恐怖主义袭击和处理突发事件的有力的辅助工具。因为网络视频监控系统没有智能化，而不能识别人与物的异常等，所以不能事前预/报警。

4、费用高，无法确保系统的可持续发展。
一个仅为公安业务提供事发后的录像数据查询的城市级视频监控系统，每年租用网络费用可能高达数百万元，加上系统维护、设备维修、人员工资等一年的费用约数千万元，但不能创造更多价值，而根本无法确保系统的可持续发展。

5、大量而丰富的视频图像资源信息被浪费。
数字化、网络化的视频监控系统，具有大量的很丰富的视频图像资源，但这些视频图像信息未被利用，而形成浪费，因为它未被计算机完整地分析、处理与识别。

智能化是现代数字化网络化安防监控系统的发展方向
在模拟时代，大部分视频监控系统产品只能“监”，不能“控”。随着网络传输技术、图像编解码技术的成熟，实现各行业客户的需求已经取得了重大的突破，大型的网络安防监控系统正在全国各地迅速地建设起来。尤其平安城市建设项目，不仅需要满足治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求，而且还要兼顾灾难事故预警、安全生产监控等多方面对图像监控的需求，同时还要考虑报警、门禁等配套系统的集成以及与广播系统的联动，其对“监”、“控”合一、尤其是“控”提出了非常高的要求。而根据现有的技术建立的庞大的网络化的安防监控系统，已不可能是“实时监控系统”，实际上是一种事后取证的系统，而提供事发后的录像数据查询，根本无法确保系统的可持续发展。并且，这种大型网络安防监控系统，摄像机的数量大，可以得到大量的图像，如果还是用人来观察提取有价值的信息，则效果很差。在这种情况下，智能视频(IntelligentVideo，IV)的应用程序由此发展起来。而新的智能视频(IV)监控系统，是利用计算机自动地分析、处理、识别图像，从而发现有用的信息。一旦识别异常后，即可进行预/报警，这就是系统智能化的基本出发点。

智能视频监控系统借助计算机强大的数据处理功能，对视频画面海量数据进行高速分析，将监控者不需要关注的信息过滤掉，仅提供关键信息，并依据设定的规则进行判断和报警。如可获取车牌、面像、步态等的视频图像，并将此信息数字化，然后与数据库中的内容进行交叉比对。此外，还有对人与物的异常行为的检测与识别、车辆拥堵、人群拥挤与人数统计的检测与识别等。尤其是在前端设备中提供了此类智能功能，便可直接对原始图像数据进行检测、分析与识别，一旦发现异常，即触发启动录像，并进行预/报警，从而使可能发生的事故被制止，并可适应各种不同的特殊环境和事件强度，以充分减少工作人员的工作量。

因此，智能网络安防监控系统不仅可用于事后搜寻犯罪嫌疑人，而且可以预防与阻止灾难与犯罪事件的发生。这种由目视解释转变为自动解释，是安防监控技术的飞跃，是安防技术发展的必然。随着反恐形势的不断严峻，智能视频监控系统正越来越多地引起人们的关注，其需求量处于不断上升的过程中。从总体上看，智能视频应用市场正在从“概念验证”阶段向“规模应用”阶段转化，并已经开始形成为一个产业。从技术角度来看，智能视频监控将向着适应更为复杂和多变的场景发展；向着分析与识别更多的行为和识别异常事件的方向发展；向着真正“基于场景内容分析”的方向发展；向着更低的成本方向发展。从应用角度来看，当前的智能视频监控还是一种高档次应用，主要应用于一些特定的场合，但随着市场和技术的日趋成熟，智能视频监控必将在各行各业得到大面积的推广，甚至走进千家万户。

智能化技术可以针对各种应用环境的特点开发出不同类型的应用技术，以提升产品的适应力。如实时图像识别是对视频图像进行实时处理，来达到不同应用环境的要求；目标类型识别是用于识别目标的类型、位置，进一步可以实现人像与步态匹配、车辆分析（颜色、车型、车牌）；目标自动跟踪技术是通过对移动目标的识别，自动控制云台上的摄像机来跟踪目标的移动，监视目标的整个移动过程。这些智能化工作方式，在多种应用环境下都很有价值。尤其图像分析、移动目标的分析技术是通过对视频图像中移动目标的识别，并分析统计目标的类型、流量、运动方向、速度等信息，因而可用于道路交通指挥自动化，以及重要场合的自动检测分析，也可以用于环境监控中的自动化监测报警等。

随着视频分析技术、多媒体数据库、人工智能技术的发展，智能化视频监控系统能够及时、自动地从原始信息中提取大量有用信息，这些信息可以传输保存和检索，也可以驱动其他数据、触发其他行为，轻而易举地完成人力很难完成的任务。这种计算机和图像技术的结合，使得图像自动检测、视频分析成为可能，从而使视频监控系统具备了智能，产生了许多新型应用。视频分析可以大大提高监控效率，还能从复杂的数据中辨认行为和类型，还可提供操作命令、数据和信息。未来的视频监控系统很大程度取决于智能分析系统的成功与否，它有望提供高效低廉的、能有效地监视、警告、预报安全威胁的全面的安全监控系统。

总之，智能化是数字化、网络化安防监控系统构建新型安全防范及保障系统建设的必由之路，是数字化、网络化安防监控系统发展的必然趋势。智能视频监控的出现正是这一趋势的直接体现。智能视频监控设备比普通的网络视频监控设备具备更加强大的图像处理能力和智能因素，因此可以为用户提供更多高级的视频分析功能，它可以极大地提高视频监控系统的能力，并使视频资源能够发挥更大的作用。

结语
由上看出，现代数字化网络化的视频监控系统虽然有很多优点，但还远远不能满足现代社会的需要，它必须向着适应更为复杂和多变的场景发展；向着识别和分析更多的行为和异常事件的方向发展；向着更低的成本方向发展；向着真正“基于场景内容分析”的方向发展。总之，必须逐步实现从被动监控向主动监控的方向发展，即向着智能化方向发展。

因此，智能化是现代数字化网络化视频监控系统构建新型安全防范及保障系统建设的必由之路，是平安城市建设的需要，是现代信息社会发展的需要。所以，我国各安防监控技术公司，必须重视视频监控系统智能化功能的创新开发。