机场安防视频监控新方向

2010-08-26 13:52:00 来源:HC360
技术/方案频道文章B

[摘要] 安防行业经过了几十年的发展,已经逐渐由之前的模拟时代过渡到模数结合时代和数字化时代,并向网络化、高清化、智能化的方向不断演进。在最近的几年内,网络监控会逐渐替代模拟监控,成为监控方案的主流。

安防知识网】安防行业经过了几十年的发展,已经逐渐由之前的模拟时代过渡到模数结合时代和数字化时代,并向网络化、高清化、智能化的方向不断演进。在最近的几年内,网络监控会逐渐替代模拟监控,成为监控方案的主流。

  百万像素监控

  百万像素已经不仅仅是个别厂家宣传的口号,整个市场已经呈现出由标清监控过渡到百万像素监控的趋势,入门级百万像素产品(720P)摄像机已成为各网络摄像机厂家最基本的产品,超高清1080P产品也在近期国内外的大型展会中频繁亮相,500万甚至千万级的摄像机已经开始在市面上出现。下图是4cif(44万像素)画面同uxga(200万像素)画面对比,我们可以看出两者间在画面尺寸、细节表现上的巨大差异。

4cif画面

uxga画面

  在对比过百万像素产品后,我们对传统的标清监控产品的效果越来越不满意,可以肯定的讲,百万像素监控会成为安防监控行业的发展趋向,并在未来的几年间占据相当的市场份额。

  百万像素监控对芯片能力的要求更高,目前在200万像素级别,能做到25帧全实时监控的厂家为数不多,300万、500万像素目前仍要降帧监控。百万像素网络摄像机对生产厂家核心研发能力的要求更高,相机内DSP算法的水平决定了成像质量、算法效率,算法水平的优劣是今后各厂家比拼实力的最重要战场。 [nextpage]

  智能视频监控

  智能视频监控(intelligent video surveillance)技术起源于计算机视觉技术(computer vision),它对视频进行一系列分析,从视频中提取运动目标信息,发现感兴趣事件,根据用户设置的报警规则,自动分析判断报警事件,产生报警信号,从而可以在许多场合替代或者协助人为监控。

  智能分析技术在之前还是处于起步阶段,虽然很多专业的视频智能技术厂家一直在大力宣传视频智能分析技术,但由于清晰度、准确率和成本方面的原因,智能技术在实际项目中的应用还不多,由其在大型视频监控项目中。随着智能技术的不断发展和完善,尤其是百万像素网络监控的进一步普及,智能技术在大型项目中的应用成为可能。

  智能技术在初期阶段主要包括线规则、区域规则、物品遗留检测、人脸检测等应用,产品形态多为基于硬件设备(板卡、DVS)和软件平台实现。下图展示了线规则和区域规则的功能。

线规则功能

区域规则功能

  随着技术的发展,智能技术呈现出产品形态多样化、行业性应用的特点。下图展示了使用现有的固定摄像机和球机,结合智能DVS进行“双机跟踪”功能的效果图。

双机跟踪功能效果图

  下图展示了使用固定摄像机+智能主机进行“人数统计”功能效果图。

人数统计功能

  另外,在智能交通、金融、公安等领域的智能应用呈现出更为明显的行业性特征。智能应用之所以在项目中越来越多的应用,是因为智能分析技术开始同各行业应用的实际业务需求相结合,解决客户关心的问题,并挖掘出了更多符合行业应用的新需求,开发了更多实用的新功能。 [nextpage]

  视频监控同其他安防应用走向大融合

  整体解决方案(Total solution)的概念在几年前就先有国际安防巨头们大力宣扬,但针对中国的国情,实际成功的案例还不多。整体解决方案意味着视频监控、门禁、防盗报警、消防等弱电系统和IT系统的大融合,能够真正实现各个子系统整合的手段是协议互通。整体解决方案的实现,可以显著的降低建设和运营成本,而且适合新技术、新产品在现有平台的整合。但之前所谓的整体解决方案主要是通过设备SDK的方式将设备接入某一平台。真正的整体解决方案的实现,还是需要各行业各领域的领导厂家做到协议开放和协议互通,建立开放的综合管理平台。

  随着视频监控技术的发展,特别是数字化、网络化的趋势,作为整体解决方案中最终要的视频监控平台肩负着整合各个安防子系统的任务。整合需要一个过程,在今后的几年中,随着经济复苏和技术的发展,这种融合会走向一个新的高度。

  除了上述的几个新趋势外,3G监控产品随着3G网络的不断成熟也成为近几年视频监控领域的热点,相信3G技术会推动视频监控领域走向更广阔的空间。

  分析完整个数字视频发展的趋势,下文将针对机场这一重要的垂直行业作进一步的分析。

  机场安防趋势

  伴随着国家经济发展,中国民航业发展势头强劲,随着奥运会、世博会、亚运会等国际级赛会、会议的召开,航空业安全在国内提高到了一个前所未有的高度。作为全球服务行业的一部分,“9.11事件”发生后,民航业的发展面临国际恐怖主义的威胁,安全形式越发严峻。视频监控系统在整个机场安全保障系统中居于核心地位。随着数字视频监控技术的不断发展,结合机场安防建设的新需求,目前在民航安全领域呈现出三大发展趋势:

  全数字化系统

  模拟系统和数字化(IP)系统是监控系统中两大技术体系,国内机场在之前几年中普遍采用模拟矩阵系统,以视频矩阵为核心,以视频光端机或编解码器完成视频传输的方式,实现多级视频联网。

  然而随着系统日趋复杂及远程管理的需求,在路网规模不断扩大,监控距离不断增长的情况下,传统的视频联网和传输模式体现出多方面的局限性。在此以三级管理模式下的图像传输方式为例说明:

三级管理模式下的图像传输方式的局限性

  由上图我们可以分析出,目前监控系统存在的主要问题有:

  1、构建大型网络时,矩阵增容费用遽增;

  2、不同矩阵之间联网非常困难;

  3、视频信号经每节点时,均需进行A/D、D/A变换,联网级数有限。

  从传统监控系统的构架中我们可以看出主干传输设备的重要性,同时必然会想到一个问题,如何才能避免数据多级转发造成的控制延迟和视频多级级联造成的视频损耗?

  全数字系统在视频监控系统中的应用可以很好的解决这些问题,数字系统具有不受地域限制、易扩充、存储以及与多区域多部门联动的优势,更适合机场安防应用庞大的后台管理,提高安全系数的同时提高管理效益。

  高清化、智能化

  高清化、智能化是伴随着数字系统的成熟而成熟的,我们将720P(1080×720)以上的分辨率称为高清的“入门门槛”。机场需要的高清化和智能化应用不单是事后取证,更希望通过技术手段实时发现问题,提升系统的整体预警能力,防范于未然。 [nextpage]

  多系统融合

  机场安防系统的整合在多年前已开始提出,近两年,随着数字系统的建设和升级,各子系统的集成被正式摆上台面。软件平台的集成,可通过开发中间协议、中间件等形式实现各系统的互联互通,多系统间数据交换的延时问题,要通过硬件和软件来那个方面来解决,即高速数字交换硬件系统和允许海量数据交换的协议或中间件。

  针对机场安防系统的这些需求,我们不难看到,除了传统的数字化摄像机、高清摄像机这些信息采集设备外,平台级的软硬件产品是保障整个系统稳定性和可扩展性的重点。平台级硬件产品在前几年以矩阵为代表广泛应用于各机场的视频监控项目中,矩阵在整个系统中起到核心的视频交换作用,因此我们称其为平台级产品。随着数字视频监控技术向网络化的发展,模拟视频监控系统的弊端开始逐渐暴露,下文通过三种方案的对比阐述这一问题。

  传统模数系统同视频综合平台对比

  以下三种方案均实现如下功能:数模视频接入及切换、高清(1080P)上墙、集中存储等功能。三种方案重点对比“接入及编码部分”的差异。其中,方案三采用了海康威视最新设计开发的视频综合平台产品,该产品是集合了数字矩阵、机架式编解码器、高清上墙等一些列功能的平台级硬件产品。

  方案一:矩阵为中心的模数方案

矩阵为中心的模数方案

  传统行业包括机场监控系统大多采用此种方式。如上图可见,“接入及编码部分”需要通过视频分配器将前端模拟视频分为两路,一路传送至模拟矩阵上墙,一路传入编码器进行编码后传入后端存储设备;IP数字视频通过解码器解码传入模拟矩阵上墙。

  方案二:视频服务器方案

视频服务器方案

  “接入及编码部分”中,前端模拟视频传入编码器进行编码后传入后端存储设备,同时码流传入解码器解码上墙;IP数字视频通过解码器解码上墙。 [nextpage]

  方案三:视频综合平台方案

视频综合平台方案

  对比三种方案,方案三的“接入及编码部分”最为精简,整合度最高,仅用视频综合平台即可完成“视频分配器+模拟矩阵+视频编解码设备”的功能。同时,由于采用了全数字交换方案,视频综合平台可解决方案二中模拟视频先编码后解码上墙的延时问题。

  方案一和方案二较方案三会增加大量编码器、解码器、视频分配器和传输设备,建设成本极大提高。多系统并存的隐患在于对调试和维护带来极大不确定性,系统故障排查及系统升级会增加更多成本。视频综合平台只采用一套标准的软硬件,系统调试工具均内置,自身集成容错机制,系统升级和调试均在一台主机完成,总体拥有成本较其他方案有大幅下降。下表列举了视频综合平台较传统模数监控系统的优势。

表 视频综合平台同传统模数方案对比

  视频综合平台同现有的全数字系统对比,采用了全数字交换方案,减少了编解码操作,时延更小,并发能力更强。视频综合平台的这些特点,体现了数字视频监控发展趋势,满足了项目队高清化、网络化、智能化等的需求,而平台级的硬件产品保证了系统的稳定性,配合平台级的软件产品,可以进一步满足机场安防走向大集成的要求。

  结语

  随着机场对安防系统和视频监控系统大集成、大融合的要求,以及视频监控技术的不断发展和完善,硬件和软件平台、视频监控和门禁、报警、消防系统已经开始打破原有的界限,走向大集成。在机场安防中占有主导地位的视频监控系统起到了关键作用,架构更加开放、功能更加强大的平台级产品将成为整个安防系统的核心。

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[责任编辑:蔡洁莉]

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