2011年2月1日 星期二

‧ 如何看待日益蓬勃發展的中國大陸安防監控產業

【3S Market原創文章】

不管你是如何看中國大陸的安防監控產業, 從台灣的內銷到外銷, 已經都無法避開大陸廠商產品的競爭.

目前大陸的安防廠商已有16家公開上市, 未來兩年之內至少有10家廠商將繼續跟進. 這些廠商五年多前的營業規模, 都還無法與陞泰、慧友、悠克、奇偶等台灣的上市公司相比, 如今海康一季的營收要比陞泰一年的營收還要高.(海康2010年7-9月營業額為人民幣9.9億, 陞泰2010年營業額為新台幣29.76億)

雖然說中國的市場大, 造就了海康、大華、大立等超級巨星, 但這些公司若沒有相當實力, 也不可能飛上枝頭當鳳凰! 中國大陸的安防監控產業從深圳成為經濟特區開始發展至今, 歷經三十多年, 有多少當地廠商風光過? 這期間還包括多少台商也曾在大陸崢嶸頭角過? 但今天中國的超級巨星幾乎都是在20002003年後才冒出的新角色. 或許還可以去批評中國大陸的安防產品很多仍未達「國際水平」, 但平心而論, 在許多數位化與網路的底層技術上, 台灣恐怕與中國廠商的距離已有很大的落差.



有道是「他山之石, 可以攻錯」, 站在21世紀第二個十年起的開始, 台灣如何再去認識中國大陸的安防監控產業, 將會是提升台灣安防監控產業另一個課題! 2010年中國大陸安防監控產業發生了那些重要大事? 分享來自「智慧安防」(中國最熱門IT 網關係媒體)的報導: 

谁是行业翘楚?2010安防企业大比拼http://security.it168.com/a2010/1220/1140/000001140467_all.shtml .

‧ 硬碟錄影機技術解秘 (1)

2010-12-22 20:13:26   來源:it168

目前的安防領域內,硬碟錄影機(DVR)是個炙手可熱的明星產品,然而一般代理商和工程商對硬碟錄影機都已難以窺其全貌,更不論多數終端使用者了。下面來看看具體技術!

壓縮與解壓縮
影音的壓縮與解壓縮技術可說是硬碟錄影機的第一重要關鍵技術,因為這點決定了硬碟錄影機錄影、重播、備份以及遠端監看的影像品質、幀數與資料流量等,而壓縮標準、硬壓或軟壓、與硬解或軟解則又是影音壓縮與解壓縮技術的關鍵所在。

目前的硬碟錄影機採用的壓縮標準大致包括(M)JPEG(2000)、Wavelet、MPEG-1、MPEG-2、
MPEG-4、H.264等。大多數讀者對這些標準的名詞都耳熟能詳,但對這些標準的功能差異可能就不甚瞭解。而這些差異對DVR的品質及性價比的影響卻是巨大的。

就影音壓縮而言,事實上用戶最關心的是良好的錄影品質、幀數、較低的硬碟容量需求(亦即較高的壓縮比)。不過壓縮標準確實影響甚巨,茲以目前較為主流的壓縮標準MJPEG、MPEG-4以及H.264說明如下:

(1)MJPEG
MJPEG為早期的硬碟錄影機主流壓縮標準,然而JPEG最適合的應用是單張影像(如照片)的壓縮,而非連續影像的壓縮,此乃因為JPEG(與其延伸標準MJPEG)將每張影像視為獨立而彼此不相關的影像,不考慮連續影像間的相似性,因此壓縮比不高。

(2)MPEG-4
MPEG-4為目前硬碟錄影機最為主流的壓縮標準,然而各產品間採用的細項標準差距甚大,因此也造成使用者對MPEG-4硬碟錄影機之品質與壓縮比的認知差距。目前市場上MPEG-4硬碟錄影機採用的細項標準大致可分為下列三種:

MJPEG:
部分廠商由於技術水準不足,或為求降低成本,因此雖然採用了MPEG-4壓縮硬、軟體,但是僅使用MPEG-4中將每張影像視為獨立而彼此不相關的影像的壓縮方式,亦即I-Frame,因此其壓縮比也就不高了。而這也是為什麼很多用戶覺得MPEG-4和MJPEG沒什麼差別的原因。

Simple Profile(SP):
這是多數廠商採用的MPEG-4壓縮標準,此規格除了類MJPEG的壓縮影像(I-Frame)之外,也包含一種利用連續影像間相似性的壓縮影像(P-Frame),一般而言,其平均壓縮比大約落在類MJPEG的2倍左右。

進階SP(Advanced SP,ASP):
這大約是目前MPEG-4硬碟錄影機所採用的MPEG-4最佳規格,除了前述SP的兩種壓縮影像之外,此規格更運用了進階壓縮影像(B-Frame),因此其平均壓縮比大約落在類MJPEG的3~4倍左右,為目前硬碟錄影機中壓縮比最高者。例如深微科技的DVR系列即採用此項標準。
  
(3)H.264
H.264即MPEG-4Part10或進階影像編碼(AdvancedVideoCoding,AVC),為硬碟錄影機採用的壓縮標準中較新的,不過目前市場上H.264硬碟錄影機最多僅採用其中適合於視訊會議與移動式應用(如手機)的最低階規格BaselineProfile(BP),而非適合於廣播與儲存應用的HighProfile(HiP),因此若採用H.264(BP)其平均壓縮比反而不如MPEG-4ASP,而且差距甚大。
  

綜合以上所述,我們可以瞭解MPEG-4不一定比MJPEG好,H.264也不一定比MPEG-4好,除非使用者能知道得更深入一點,而這也是為什麼很多產品都只提及其所採用之壓縮標準名稱,而不願提及究竟是採用該標準裡的哪個具體的細項標準。

(本文轉自電子工程世界:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2010/1222/article_3370.html)

‧ 硬碟錄影機技術解秘 (2)

2010-12-22 20:13:26   來源:it168

  至於硬碟錄影機為硬壓或軟壓、與硬解或軟解的差別則在於錄影解析度、幀數、多工的效能與重播的彈性。具體而言,硬壓與硬解是使用專用的壓縮/解壓縮特殊應用晶片(CODECASIC),能夠達到較高的錄影解析度、幀數與較佳的多工效能,而且重播或使用者操作各項功能時不會影響錄影幀數,因此其錄影與重播幀數大都可以具體標示於技術規格表;但由於透過晶片解壓再輸出至畫面,因此就有一些顯示上的限制。例如部分硬碟錄影機重播時就無法即時監看攝像機影像。

  相對的,軟壓與軟解則是使用主中央處理器(CPU)或訊號處理器(DSP)的大部分資源作壓縮與解壓縮,因此錄影解析度、幀數相對較低且多工效能較差,不但重播時會嚴重影響錄影幀數,甚至使用者操作各項功能時(如備份或尋找檔案)也會影響錄影幀數,因此部分使用軟壓與軟解的硬碟錄影機乾脆不將其錄影與重播幀數具體標示於技術規格表;不過由於是透過主處理器作軟解壓,因此一般而言重播畫面比較有彈性。

  有關壓縮與解壓縮還有幾點必須特別注意的是:
(1)上述有關壓縮比的比較是以相同的錄影品質為基準。事實上,每一種壓縮方式皆有其品質參
     數可供設定,品質愈低,壓縮比愈高,反之亦然。至於各產品的最佳品質如何,則根據該硬
     碟錄影機所能處理的資料流量而定,也因此許多產品,尤其是壓縮方式比較不先進的,只好
     勉強增加壓縮比以降低其資料流量,從而犧牲其錄影品質了。
(2)許多壓縮比較低的產品,其不含硬碟時的硬碟錄影機成本較低,不過由於其所需硬碟容量數
    倍於壓縮比較高的產品,因此其含硬碟之後的綜合成本反而比壓縮比高的產品高出許多。特
    別在需要長時間存儲錄影的場合。
(3)部分軟壓與軟解的產品亦會宣稱其為硬壓與硬解,使用者可根據前面所述細加分辨,或者以
    實測驗證。

(本文轉自電子工程世界:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2010/1222/article_3370.html)

‧ 硬碟錄影機技術解秘 (3)

2010-12-22 20:13:26   來源:it168

硬碟與錄影資料的存取

  硬碟錄影機的另一重要關鍵就在硬碟與錄影資料的處理,因為硬碟錄影機完全依賴硬碟儲存所有的錄影資料。然而比較可惜的是,除了少數專業廠商能夠設計出適合硬碟錄影機特性的存取方式之外,絕大多數廠商都只能完全倚賴作業系統提供的檔案管理系統,或是使用低階的硬碟I/O讀寫方式,無法滿足硬碟錄影機真正的錄影資料存取需求。

  以下就目前較為常見的硬碟錄影機錄影資料存取方式討論其優缺點:
(1)PC-based視窗檔案管理系統
  這是多數PC-based硬碟錄影機所採用的資料存取方式,其優點是廠商設計門檻低,且具有良好的內部資料夾樹狀結構,易於尋找錄影資料,然而PC-based視窗檔案管理系統是設計給PC使用,而不是專為監控用硬碟錄影機設計,因此其缺點不少,也非常嚴重:
  (a)資料存取效能不佳,不適合長期、不間斷、大量的錄影資料儲存。
  (b)硬碟資料錄滿後重複寫入時會造成實際儲存位置淩亂,此點會造成資料存取的速度愈來
            愈差,也會縮短硬碟使用壽命。
  (c)視窗檔案管理系統需要大量硬碟容量儲存暫時性資料,容易發生死機的問題。
  (d)斷電後複電無法自動迅速恢復,造成硬碟錄影機不錄的問題,有時還會損毀硬碟錄影資 
            料。
  (e)尋找、重播錄影資料時,容易造成錄影幀數減少的問題。

(2)PC-based伺服器檔案管理系統
  這是另一種PC-based硬碟錄影機所採用的資料存取方式,然而PC-based伺服器檔案管理系統是設計給PC型檔案伺服器使用,也不是專為硬碟錄影機設計,因此其優缺點與PC-based視窗檔案管理系統類似,不過其缺點比較沒那麼嚴重,斷電後複電也能自動恢復。
  
(3)Linux檔案管理系統
  Linux檔案管理系統是極佳的伺服器檔案管理系統,也因此愈來愈多的硬碟錄影機採用Linux作為其作業系統,早期的EXT2檔案管理系統已經相當穩定,最新的EXT3則更為穩定,效能也更好,不過Linux檔案管理系統畢竟也不是專為硬碟錄影機設計,其優缺點如下:
  (a)斷電後複電時能夠自動恢復,不會造成硬碟錄影機不錄的問題,也不會損毀硬碟錄影資
            料。
  (b)具有良好的內部資料夾樹狀結構,易於尋找錄影資料。
  (c)硬碟資料錄滿後重複寫入時仍會造成實際儲存位置淩亂,因此仍會造成資料存取的速度
            愈來愈差,也會縮短硬碟使用壽命。
  (d)尋找、重播錄影資料時,仍會造成錄影幀數減少的問題。
  
(4)低階I/O讀寫方式
  部分產品採用此類資料存取方式,尤其是缺乏Linux或視窗作業系統支援的硬碟錄影機,由於廠商幾乎不可能自行設計出一套複雜的檔案管理系統,因此此類產品其優缺點也就顯而易見:
  (a)硬碟資料錄滿後重複寫入時不會造成實際儲存位置淩亂。
  (b)斷電後複電時能夠自動恢復,不會造成硬碟錄影機不錄的問題。
  (c)適合長期、不間斷的單純錄影,不過由於缺乏高效能的檔案管理系統,因此錄影時效能
            不佳,不適合大量資料的錄影。
  (d)錄影資料尋找效能不佳,部分產品甚至容易于尋找資料時發生死機的問題。
(e)尋找、重播錄影資料時,容易造成錄影幀數減少的問題。

綜合以上所述,如何取各家優點,而又能克服其缺點,就成為硬碟資料處理的真正關鍵所在,也因此少數專業廠商研究設計出真正適合硬碟錄影機特性的硬碟資料處理方式,其中又以以下所述方式為其極致:
  (5)LinuxEXT3檔案管理系統改良型
  Linux檔案管理系統既然是極佳的伺服器檔案管理系統,因此如果能採用Linux作業系統與EXT3檔案管理系統,而又能改善其缺失,則必能成為最適合於硬碟錄影機的資料存取系統,使用者也才能真正覺得安心:
  (a)斷電後複電時能夠自動恢復,不會造成硬碟錄影機不錄的問題,也不會損毀硬碟錄影資
            料。
  (b)具有良好的內部資料夾樹狀結構,易於尋找錄影資料。
  (c)硬碟資料錄滿後重複寫入時不會造成實際儲存位置淩亂,因此資料存取速度永遠如新,
            硬碟使用壽命較長。
  (d)適合長期、不間斷、大量的錄影資料儲存。
  (e)尋找、重播錄影資料時,不會造成錄影幀數減少的問題。

(本文轉自電子工程世界:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2010/1222/article_3370.html)

‧ 硬碟錄影機技術解秘 (4)

2010-12-22 20:13:26   來源:it168

  至於硬碟方面,許多硬碟錄影機都只強調其可支援或內建的硬碟數目,事實上,良好錄影品質(如可辨識人臉或車牌)的壓縮比愈高,硬碟容量需求愈低,許多低壓縮比的產品為了達到錄影儲存的時間要求,只好在機內建4個甚至更多硬碟,如此反而造成散熱不良,降低系統穩定性,縮短產品與硬碟壽命,造成嚴重的售後維護問題。

至於內建硬碟的方式則大致可分為下列三種:
(1)前端熱插拔(HotSwap)
  熱插拔的好處是不需關機即可以更換硬碟,而且由前方容易更換,然而熱插拔也有不少缺點,包括熱插拔盒容易故障,換修率高,且硬碟相容性較差,無法使用所有型號硬碟等。

(2)前端置換(Removable)
  前端置換的好處是由前方更換容易,且置換盒幾乎不需換修,硬碟相容性也極為良好,唯一的缺點是必須關機才可更換硬碟。

(3)純內建式(Internal)
  純內建式唯一的好處是硬碟相容性極為良好,缺點則是必須關機、打開上蓋才可更換硬碟,在許多安防環境裡,這肯定是一件極為麻煩且容易出錯的作業。
  
錄影資料備份
  錄影資料的備份雖然不是每個案例所必需,卻仍然是硬碟錄影機的重要功能之一,其作法相當多元化,使用者應根據其需求選擇。  
(1)內建光碟機
  一般說來,這種作法的好處是備份效能、光碟相容性都比較好,缺點則是成本較高,尤其每台硬碟錄影機的光碟機無法共用,且維修較為不易。另外,使用者最好確定內建的是DVD光碟機才比較好。
  
(2)外接USB介面
  這種作法的好處是可支援多種儲存設備,如U盤、DVD光碟機等,成本低且維修容易。不過許多產品以外接USB1.1的方式實在是速度太慢(12Mbps)、相容性太差、也太落伍了,只能勉強用於低資料量的偶爾備份而已,也因此國外專業大廠的硬碟錄影機都已轉而支援速度為480MbpsUSB2.0,以符合安防產業對備份效能與光碟相容性的需求。
  
(3)FTP伺服器
  部分產品提供FTP伺服器(報警)影像備份功能,這種作法的好處是僅于需要時備份報警影像,提供使用者多一層的安全防護,缺點則是硬碟錄影機必須連接網路。
  
(4)NAS(NetworkAttachedStorage)
  部分IT廠商推出的硬碟錄影機提供NAS影像備份(甚至儲存)功能,不過這種作法不但增加成本,且過度依賴網路,如果網路需支援其他用途,則更會造成網路傳輸問題。
  
(5)遠程監控PC備份
  目前幾乎所有硬碟錄影機都會提供遠端監控的功能,因此使用遠端監控PC備份影像也不失為一項相當方便的方式,不過遠端監控PC最好僅止於備份影像就好,使用者也需要考慮網路頻寬的問題,否則也難免發生如同NAS所遇到的問題。事實上,這也是為什麼網路攝像機與VideoServer經常發生安裝後使用者才發現無法達到其錄影需求的原因所在。

(本文轉自電子工程世界:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2010/1222/article_3370.html)

‧ 硬碟錄影機技術解秘 (5) 硬碟錄影機技術總結

  2010-12-22 20:13:26   來源:it168

目前,DVR的技術發展方向有三個,即智慧化、集成化、網路化。要預測嵌入式DVR的技術發展趨勢,首先要瞭解嵌入式DVR主要採用的技術方案。市場上常見的嵌入式DVR採用的技術方案大多由四個重要部分組成,分別是:嵌入式軟體/硬體技術;硬碟管理技術;演算法技術;網路技術。

1、嵌入式軟體/硬體技術
  嵌入式DVR的核心器件與PC類似,都是採用高性能的中央處理器CPU,相容標準不同,功能各異,今後隨著晶片技術的進一步發展,MIPS+DSP或者是ARM+DSP技術會更加適合嵌入式DVR

  作業系統:目前市面上的嵌入式DVR採用的作業系統主要分為三類:第一類為廠家自己開發的簡單RTOS;第二類為商業化的專用嵌入式作業系統,如VXWORKS/WinCE;第三類為原始程式碼開放的LINUX作業系統。RTOS最簡單高效,但其擴展性比較差,複雜功能實現比較困難;第二類作業系統有很好的系統特性,但其擴展性不是很好,許多功能擴展依賴協力廠商,且許可費用也比較高;第三類LINUX作業系統採用開放性的架構與模組化設計,可針對應用量身定做,去除與監控無關的多餘功能,而且,LINUX支持多人、多工工作,只需要很少的硬體支援,這樣的系統,效率更高,出錯的機率更低。其可靠性經過驗證,可以用在關鍵任務和場合的多應用作業系統,網際網路使用的WEB伺服器,都是24小時連續運行,其中絕大多數都是使用LINUX作業系統。他也是專門針對網路的應用推出的系統,所以它支援的網路通訊協定很多,在相關軟體的支援下,可實現WWWFTPDNSDHCPE-mail等服務。而且其內核代碼完全公開,可以任意開發、更改。這樣的特點使得全世界已超過千萬人使用Linux,更由於許多廠商投入開發核心程式、發展相關軟體以及硬體周邊驅動程式,使Linux功能和完整性日益壯大。因此採用LINUX的作業系統也是大勢所趨。

2、硬碟管理技術
  嵌入式DVR硬碟管理系統分為兩類,一是與PC機相同的FAT格式管理系統,第二種是嵌入式DVR生產廠家自行開發的,適合存儲媒體資料流程的硬碟管理系統。前者的優勢在於無需投入研發成本,可以利用現成的PC技術。但此系統無法管理大資料包,只能進行分包,將一段完整的錄影,分為若干個小的檔包,因此容易產生包與包之間丟幀現象;同時硬碟磁頭需要頻繁地讀寫資料與檔索引,磁頭頻繁跳動,對於每天十幾到二十四小時連續讀寫硬碟的DVR系統,極容易造成硬碟故障;而如果硬碟錄滿後,需要刪除整段檔,但新錄製的檔與老的檔大小不同,由此會在硬碟上產生大量碎片空間,影響硬碟的使用和系統效率;另外,FAT檔案系統用做錄影機錄影資料管理還存在兩個風險,一是檔案配置表如果損壞,則錄影資料大多會丟失,二是系統突然斷電或遭到人為破壞,當前的錄影資料不能夠保存。

  而第二種方式就可以從根本上修正上述的問題。因而從嵌入式DVR硬碟作業系統的發展方向看,長時間穩定錄影採用第二種方式可以大幅度提高硬碟錄影機的可靠性。但專用的檔案系統需要專業公司具備相當的開發硬碟檔案系統的能力與經驗,目前國內只有少數幾個廠家擁有該項技術。如浙江大華生產的所有嵌入式DVR都採用自行研發的檔管理系統,更採用硬碟休眠技術,延長了硬碟的使用壽命。今後如果要在嵌入式DVR立足,也必定要將專用文件管理納入到研發的日程當中。

3、演算法技術
  在演算法上,MPEG-IV的成熟應用及H264的應用擴大必將成為趨勢。MPEG-IV產品的開發商越來越多,使得它成熟度愈來愈高。而H264因其更切合網路傳輸的要求成為主流。
  今後,為了使嵌入式DVR具有更廣泛的適用性,各種演算法的統一將是未來發展的趨勢,但這種統一不是以國內哪個企業的標準為標準,需要廣泛的政府職能部門與DVR產業鏈上的各類企業的廣泛參與。

4、網路技術
  新一代的嵌入式DVR已經具備與PC機相同的網路特性,今後的網路技術發展將使嵌入式DVR可以滿足不同網路環境下圖像傳輸要求。嵌入式DVR的網路技術正朝兩個方向發展:一是專網技術條件下開發滿足保安監控需求的高品質的網路錄影機,其技術要求即時、清晰、可靠、組網靈活、分散存儲、多級管理,其最終發展目標是取代類比光纜條件下的圖像傳輸市場;第二個網路技術是公網條件下的網路傳輸解決方案,由於公網網路傳輸條件差,因此為了最大限度保證在公網圖像傳輸的QoS,需要採用多種新的網路和圖像壓縮傳輸技術,如流媒體技術等。

  綜上所述,隨著網路技術、識別技術、微電子技術、編解碼技術、作業系統技術等的發展將使得嵌入式DVR向著智慧化、集成化、無線化、高清晰化、個性化、互動化發展,今後更加開拓自動跟蹤、特定目標跟蹤、特定目標識別、攝取、處理等功能。

  而民用高清晰錄影系統的發展將會影響嵌入式DVR的技術發展方向。由於民用高清晰錄影市場巨大,前景廣闊,國內外大的公司都在此投入人力物力,以期待取得突破性進展,如果在不久的將來,高清晰度影系統廣泛普及,其技術及標準也會為視頻監控系統所使用,變成數位監控系統的事實標準。DVR生產企業正密切關注高民用清晰視頻發展,並不斷探索將其技術應用到保安監控領域的可能性。

(本文轉自電子工程世界:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2010/1222/article_3370_2.html)