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2013年7月20日 星期六

來源:CPS中安网 作者:丁兆威

近年,在市場需求和技術發展的“雙輪驅動”下,智慧高清視頻監控市場炙手可熱,發展迅猛。市場需求推動技術升級,技術的日益成熟又反過來刺激著市場的需求。

  技術在較量中提升,市場在博弈發展,不但為行業帶來了精彩,也成為市場發展的強大驅動力。


中國智慧高清視頻監控市場調查之一:市場推動

高清成為視訊市場發展的驅動力   
  CCTV是閉路電視監控系統的英文縮寫,從這個英文縮寫可以看出視頻監控系統的功能和特性。但今天,如果還用CCTV來注解視頻監控行業,已經不太準確。這一切,都源於視頻監控技術的變化和演進,或者說源于智慧、高清監控技術的發展。

  CCTV(閉路電視監控)與電視有著同族血脈關係。但過去,閉路電視監控的圖像與電視機的圖像相比,基本無法相提並論。

  與高清視頻監控一樣,起初高清電視也經歷了漫長的發展過程。早在上世紀60年代,日本國家廣播公司NHK就開始研究高清;90年代初期,NHK和索尼完成了研究並開始試播類比制式的高清電視。但由於多種原因,歐洲並不接受日本的研究成果。80年代中期,飛利浦等歐洲公司也聯合完成了一個高清研究計畫。然而美國電影電視工程師協會SMPTE制定的高清晰度電視標準“HDTV”,後來居上超越日本和歐洲,得到了市場的廣泛認可和接受。自此,大家都承認了數位高清是未來電視的發展方向。

  中國高清數位電視的研製始於1998年。2006年,中國公佈了地面數位電視傳播標準DMB-TH2008年開播數位高清電視,標誌著我國數位高清電視也進入成熟發展期。


  隨著人們對數位化生活追求的不斷提高,高清影視已經不是夢想,相關各個行業和企業在高清技術上都進行了不懈的探索和研究。不僅電視,高清技術的發展在影碟機行業也經歷了一波又一波的熱潮。在VCD問世不久,就被DVD替代。此後,市場上又出現了HD-DVD、藍光。緊接著,EVD又應運而生。在清晰度上,EVD有多種清晰度規格,最高解析度達到了1920×1080,與普通DVD機的單一規格的720×576相比有了很大的提高,完全可以達到高清視頻的要求。EVD是針對中國國情開發的高清影碟機,EVD的研發成功,是中國企業實施自主智慧財產權戰略、標準戰略的成果。但遺憾的是,技術更新步伐太快,EVD取代DVD的夙願尚未實現,整個影碟機市場就開始走向末路,取而代之的是功能更強大、使用更方便的高清數碼播放機。

  如果說電視與監控攝像機是同族血脈關係,那麼數碼相機跟監控攝像機就更是“近親”。數碼相機自問世以來,其圖元就一直在不斷提升,從百萬級到500萬級、800萬級、1000萬級,幾乎兩年一個臺階。十年前,一台500萬圖元的數碼相機已經是相機中的王者,今天,主流數碼相機的圖元基本都在1000萬圖元以上,家用相機目前發展到1470萬,單反數碼相機最高已經達到了2460萬。

  高清,推動視訊產品不斷更新換代升級,並不斷催生新的市場需求,成為市場發展的強大驅動力。


監控市場呼喚智慧高清 
高清監控需求的推動 
  在整個視訊市場高清化浪潮的衝擊下,視頻監控擋不住攜裹和席捲之勢,只有順應潮流,才能占得先機,許多安防企業早在幾年前就看到了這一趨勢,並開始試水。2006年,“百萬高清”概念開始在安防行業出現,很快便形成浪潮和趨勢,可以說“來得快,來得猛”!
   
  縱觀視頻監控高清化發展,不但有技術發展和成熟因素的推動,還有市場需求的驅動。

  在需求方面,過去,許多監控系統都存在監控圖像不清晰問題,“看不清”成為監控用戶普遍的抱怨,這也在一定程度上影響了監控系統的普及應用。



  “看不清”讓許多監控系統成為嚇唬人的擺設,儘管有圖像,但圖像非常模糊,無助於破案,沒有多少利用價值,比如前不久轟動全中國的大案——周克華案,就是典型的例子。
 
  周克華作為“蘇湘渝系列持槍搶劫殺人案”製造者,2004年至2012年,先後在重慶、長沙、南京製造6起持槍搶劫殺人案,殺死殺傷多人,搶劫巨額現金,甚至槍殺哨兵搶劫槍支,被公安部列為A級通緝犯。

  在周克華作案過程中,監控系統也拍到不少圖像,但這些視頻圖像都是事發之後調取出來的,並且幾乎都沒有拍到嫌犯清晰的面部圖像。由於監控圖像不清晰,難以確定犯罪嫌疑人是否為同一個人,給破案造成了困難,以至於周克華能夠多次逃脫,多次作案。專案組只能通過其走路的步態來進行分析和判斷,掌握其體貌特徵。警方最後還是通過視頻調閱和甄別,在其經常上網的網吧獲取了其上網時留下的兩張清晰面部照片,才為鎖定嫌犯進而取得專案突破打下了基礎。

  還有一個典型的例證就是電子員警和卡口監控,電子員警和卡口監控的主要功能是對監控路面過往的每一輛機動車的車輛和車號牌圖像進行連續全天候即時記錄。但過去的電子員警只能抓拍到行駛車輛的車牌號碼、車牌顏色、車身顏色、車輛類型等資訊,卻抓拍不到駕駛人員的面部特徵等資訊,有些甚至連車牌號都無法清晰捕獲,這就為交通違章查糾、交通事故逃逸、盜搶機動車輛等案件的及時偵破和處理帶來一定的困難。

  電子員警不但要求監控攝像機具有很高的車牌自動識別率,而且要求能夠在一張照片上清晰的顯示車輛的所有細節資訊以及司機的面部特徵,因此必須提高監控系統前端採集設備的清晰度。這一難題,需要安防企業來研究和解決。

視頻圖像智慧分析需求的推動 
  對視頻監控系統而言,只有高清還不夠,“看得清”還要“看得准”,必須給監控系統安裝上“大腦”,使期具有“智慧”,才能更好地發揮監控系統的作用。這是因為,社會動態治安監控系統是一個龐大的系統,點位元多,因此單靠監看執機人員對監控畫面進行人工監看,是不可能的,不但成本高,也無法滿足監控需要。生理學研究表明,人的視力“承受度”是有限的,一個人最多只能同時監看9-10個監控畫面,再多就超過了極限,導致很多畫面看不過來,有時就會錯過重要監控資訊。城市報警與監控系統建設之初,許多地方甚至不得不招聘大量的監控值機人員來充實到監控室協助監看監控畫面,有些地方甚至專門成立了監控圖像監看大隊。這種人海戰術,不但大大增加了監控系統運行成本,也無助於實現監控系統效能最大化。
  2008年,山西警方為破獲府穀“5·29”特大持槍搶劫殺人案,調取了80多個高速公路收費站約5萬個小時的監控錄影,最終才從這5萬個小時的監控錄影中發現了有用的線索,最終破了案。“蘇湘渝系列持槍搶劫殺人案”嫌犯周克華在南京作案逃跑後,南京警方抽調數千名民警調閱、查看、甄別全市所有的監控視頻,也花費了巨大的人力和精力,所調閱查看的視頻錄影相當於83萬部電影。

  其實,在所有的監控圖像資訊中,有用的往往只有1%甚至不到1%99%的資訊都是無用資訊。但正是有了這99%%的無用資訊的鋪墊,才沉澱了1%的有用資訊,從而説明警方破獲案件。

  另一方面,視頻監控系統的作用以往大都僅僅停留在事後取證上,隨著城市報警與監控系統應用的不斷深入,利用視頻監控及時發現、制止案件發生,提高公安機關對動態社會治安的掌控能力,成為新的更高層次的需求。這些,都對監控系統提出了新的更高層次的需求——智慧監控。

  視頻監控智慧分析其實就像是穀歌、百度、搜狗等搜尋引擎一樣。二十年前,當我們需要查找資料時,只能跑到檔案館或圖書館,大海撈針一樣一本一本地查看和翻閱報刊雜誌,可能要查閱幾十本甚至上百本書籍和報刊,才能找到需要的東西,然後用筆把查找到的相關資料抄在筆記本上,回去整理。這一過程可能需要一個下午,甚至一整天,可謂耗時耗力。但今天,有了搜尋引擎,我們只需輸入關鍵字,輕點滑鼠,與關鍵字相關的幾千甚至上萬條資訊就會瞬間呈現在我們面前。

  那麼,視頻監控系統是否也應該有類似的功能?是否也應該具有智慧檢索功能?這對傳統監控來說是一個挑戰。這一難題,也需要安防企業來研究和解決。
 
高清監控和智慧分析的技術要求和發展歷程
高清監控的技術要求和發展歷程 
  其實在視頻監控領域,高清和百萬圖元不是一回事。高清和百萬圖元總體上都是指比普通監控攝像機效果更清晰,級別更高,所以在許多衡量點和效果上,它們是非常接近的,但是實質上,卻有著很大的區別。所謂高清,其實並不只是簡簡單單的一個概念,它有著非常明確的衡量標準。按照HDTV標準,真正符合高清視頻監控格式的目前只有三種,即720p1080i1080p

  2006年,業界提出“百萬高清”概念,很快得到大家的一致認可。“百萬高清”的最低圖元數實際是130萬圖元不是100萬圖元,“百萬高清”只是叫起來順口、易記、響亮,所以業界習慣上叫“百萬高清”。

  但對於監控攝像機來說,如果只有前端的高清鏡頭,而沒有高性能的感測器或者其他視頻處理技術匹配的話,那麼數百萬圖元的鏡頭也未必能得到高清的圖像效果。因此,高清視頻監控必須從前端視頻採集,到視頻傳輸、視頻存儲、視頻處理、視頻顯示都實現了高清,才能得到最終的高清效果,整個環節一個都不能少。

  發展到目前,高清視頻監控系統已經經歷了三代,即:“百萬高清”IP攝像機+視頻管理軟體模式的適用於中小規模監控場所的第一代高清監控系統;能夠基本滿足大型監控系統需求的高清IP攝像機+光端機+解碼器+高清顯示+高清存儲模式的第二代高清監控系統;以及融合模擬標清、IP高清、HD-SDI高清三種技術的第三代高清監控系統。

  在高清監控技術快速發展的同時,傳統類比監控也不甘落後,圖像清晰度也在不斷提升,出現了以960H為代表的類比高線產品。

智慧視頻分析的技術要求和發展歷程 
  智慧視頻分析技術是基於影像處理、模式識別的新型視頻監控技術。簡而言之,就是發現監控場景中需要監控的物件,並對其進行跟蹤、分析,及時發現“異常”行為,觸發報警並採取相應措施進行干預。視頻圖像智慧分析應當融入行為識別(包括步態、異常行為等)、人臉識別等功能,並與這些技術深度結合。

  視頻智慧分析(簡稱IVS)有兩個含意,一是使用電腦圖像視覺分析技術,通過在不同攝像機的監控場景中預設不同的報警規則,對視頻區域內出現的警戒區警戒線闖入、物品遺留或丟失、逆行、人群密度異常等情況進行分析,一旦目標在場景中出現了違反預定義規則的行為,系統會自動發出報警。智慧視頻監控技術借助電腦強大的資料處理功能,對視頻畫面中的海量資料進行高速分析,過濾掉無用的或者使用者不關心的資訊,僅僅為監控者提供有用的關鍵資訊;另一個是與人臉識別技術深度結合,自動檢測和識別人物的臉部特徵,並通過與人臉資料庫檔案進行比對來識別或驗證人物的身份,如通過快速比對,檢索出人臉資料庫中對應的人物(如通緝的要犯),並進行跟蹤監控。打個比方,警方人臉資料庫中建立了持槍搶劫殺人嫌疑人周克華的人臉資訊,通過與智慧監控系統聯動,一旦在某一個城市或某一地點發現周克華出現,系統就會立刻發出報警資訊,並顯示發現嫌疑人的時間資訊和攝像機的位置,警方可以迅速通過監控系統對其進行軌跡跟蹤,並通知地面員警對其進行跟蹤和抓捕。

  智慧分析不但具有準確的事後圖像檢索功能,而且重要的是,它能夠幫助我們做到“事前預防”,提前預知和發現犯罪並及時採取措施處置,從而保護人民及財產安全。智慧視頻分析監控系統的“遺留物品判別”、“區域逗留提示”等功能,能夠讓治安監控人員提前感知和發現異常行為,迅速將警情傳給街面執勤民警,提前做出應對策略,例如有人在公共場所遺留了可疑物體(比如經偽裝的爆炸物)或者有人在敏感區域附近長時間徘徊、逗留(伺機作案),智慧視頻分析系統都可以進行預警。這是傳統視頻監控系統做不到的。

  由於種種原因,目前視頻智慧分析技術的發展和應用相對于高清視頻監控來說,有些滯後,也遠不及高清監控市場火爆,大規模應用項目還不多,技術也有待進一步提升。智慧分析只有在滿足高級別應用的前提下,才能形成大規模應用市場。

  2001年美國“911”事件發生後,美國和以色列一些致力於安全技術研究的機構開始加入到安防技術研究行列,智慧視頻分析技術在這一過程中取得突破性進展,並成為視頻監控技術的一個亮點。2002-2005年是智慧分析技術發展的一個明顯的高峰期。ObjectvideoioimageOVVerintMateCerniumMilestone等,在這一領域都有建樹。此後,這些企業之間因為競爭和業務發展需要,也出現了一些並購和整合。

  國內智慧視頻分析市場的發展比歐美晚了大概三到四年,現在具有自主智慧財產權和研發能力的企業並不多,一些專注于智慧視頻分析技術研究的企業,由於過於看好視頻分析市場前景,忽視傳統視頻監控業務發展而陷入經營困難的境地,由“先驅”變成了“先烈”。這說明,智慧視頻分析大規模應用時代還沒有真正到來。

應用需求的驅動 
  高清監控需求,最早是公安提出來的,並在短短幾年時間裡,由最初的設想變為現實。當技術逐漸成熟之後,應用需求由點到面,迅速擴大。

  2009年,公安部先後發佈對圖像清晰度提出更高要求的《闖紅燈自動記錄系統通用技術條件》、《公路車輛智慧監測記錄系統通用技術條件》、《道路交通安全違法行為圖像取證技術規範》、《機動車號牌圖像自動識別技術規範》等一系列標準。同年12月,江蘇省公安廳啟動“320專案”,該項目計畫在江蘇全省範圍內打造一個道路監控網,全省各地市內道路每3公里建立一個對車輛監控的抓拍點,其它的道路每20公里建立一個監控抓拍點。該專案在設備入圍階段,對前端攝像機做出了最低200萬圖元的要求,消息一經傳出,在業內掀起軒然大波,各大監控廠商爭相推出針對公安需求的各類高清監控解決方案。

  2010年,各地治安卡口專案及電子員警專案開始大規模採用第二代高清監控系統,從而推動了整個視頻監控系統向高清化發展,高清監控市場開始進入高速發展階段。因此,業內將這一年稱為“高清元年”。

  高清網路攝像機是最近三年視頻監控行業最熱門的產品,其在整個攝像機市場所占的比重已接近15%。根據調查,2012年高清攝像機市場增長達38.6%,高居首位。

  而在視頻顯示市場,高清也成為監控顯示市場發展的主流,支持1080P全高清顯示監視器,成為監控各應用領域的首選設備。1080P在彩電行業的標準化應用已經十分成熟,作為與彩電有著同族血脈關係的監視器行業,在高清應用方面無疑也將走在前面,因而1080P成為各大監視器廠家追求的目標。

未來幾年,高清監控市場應用將進入井噴期 
  2012年,廣東省出臺《廣東省社會治安視頻監控系統建設三年規劃(2012-2014年)》,提出:未來三年內全省將再新增96萬個一、二類社會治安視頻圖像採集點,同時還要新建2750個高清治安卡口;天津市公安局也發佈了《關於加強我市技術防範網路體系建設的實施意見》,提出要在全市街頭路面規劃建設10.5萬個高清視頻監控點位元、900處高清電子卡口的目標;上海市教育委員會去年發佈《上海市高校校園安全技術防範工作“十二五”發展規劃》,要求上海高校校園監控系統全面高清化,並列出了時間進度表:至2016年末,全市所有高校全部實現高清攝像機視頻監控;山東省青島市李滄區計畫三年內安裝1000個高清監控攝像頭,並且系統將在升級後實現通過人臉識別預警;2012-2013年,福建省泉州市將布建8000個高清視頻攝像頭;廣西柳州市“天網”工程三期建設即開始大面積採用高清攝像頭,與前兩期的標清攝像頭相比,從40萬圖元提升到了130萬圖元。三期之後,“天網”工程四期建設又安裝了2800個高清攝像頭,其中1100個用於更換一、二期的標清攝像頭;貴陽市小河區去年投入5000余萬元,安裝了850個高清視頻監控攝像頭;2012年,總投資額超過10億元的貴州省六盤水市“天網”工程項目啟動,該項目將成為我國第一個超大規模的基於高清網路視頻監控的平安城市建設工程。這,對高清視頻監控應用來說,只是冰山一角。

  20128月,公安部發佈了新修訂的《機動車駕駛證申領和使用規定》, 201311日起施行。依據新規,闖紅燈、搶黃燈、不避讓校車等,都將被處罰和扣分;開車打手機、不系安全帶也要扣分。被譽為“史上最嚴交規”。為避免交警執法糾紛和爭議,高清電子員警的應用將會更加普及,並帶動其他領域尤其是執法部門高清監控系統應用;201211月,上海市公安局技防辦印發關於《本市數位視訊安防監控系統基本技術要求》的通知,這意味著,從20131月開始,上海市場監控系統應用將主推IP網路攝像機、SDI攝像機等數字型攝像機,傳統的類比攝像機將有可能會逐漸淡出市場。

  由此可以看出,今後高清監控應用將會越來越廣泛。尤其是在新一輪城市報警與監控系統建設和系統更新升級中,高清視頻監控的應用將成為重點。

技術發展的驅動 
  如果說市場需求是驅動智慧高清視頻監控產業發展的一個輪子,那麼,技術發展則是驅動智慧高清視頻監控產業發展的又一個輪子。獨“輪”難行,雙輪驅動,讓智慧高清視頻監控迅速駛入發展快車道。

  嚴格意義上說,如果沒有技術的日益成熟,即使市場需求再強烈,也只能是一種無法滿足的主觀上的願望和訴求。但令人欣慰的是,視頻監控技術的迅速提升,幾乎與市場的強烈需求是同步的。

  在技術方面,TI等晶片廠商,晶片性能不斷提升,從而為高清監控的實現提供了技術支撐。

  隨著CCDCMOS的不斷發展,視頻監控攝像機的清晰度不斷提高,模擬攝像機的水準解析度從380線發展到480線,再到540線、600線、650線。到650線時,網路高清攝像機問世了。

  在類比時代,一般認為攝像機的水準解析度只要高於480線,即可稱為高清攝像機。而對於數字攝像機來說,解析度達到720P以上的才能被稱為高清攝像機。這一“標準”,在此後的幾年裡,基本得到行業的公認。

  可喜的是,無論是類比系統還是數位高清系統,創新的步伐一刻都沒有停止。在高清監控發展之初,IPC幾乎是高清應用的唯一解決方案,隨後又湧現出HD-SDI方案,2012年,又有廠家推出了一種新的高清解決方案——HD-MDI,高清監控市場已經呈現IPCSDIMDI三足鼎立局面。與此同時,類比監控系統也沒有因為高清的出現而氣餒,也迅速跟進,推出了升級版的類比高線產品960H(也有業界人士稱為模擬高清解決方案)。這種技術上的博弈,為行業帶來了精彩,也成為推動行業發展的驅動力量。


  長江後浪推前浪,技術的發展永不停步,隨著技術的提升,也許再過幾年,更高清的產品將大行其道,現在的高清將稱不上高清,只是高清發展的一個“鋪墊”;也許用不了幾年,智慧視頻分析技術大規模應用時代就將到來,並以其獨有的魅力,領騷市場。

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