視頻監(jiān)控發(fā)展趨勢和方案比較

1、.：.；視頻監(jiān)控開展趨勢和方案比較自從美國911事件以來，全球視頻監(jiān)控系統(tǒng)的需求越來越強勁。在國內有關部門推出了“平安城市工程后，中國的視頻監(jiān)控市場也開場起飛。特別是2021年北京奧運會、2021年上海世博會更是大力推進了中國視頻監(jiān)控市場的開展。據(jù)市場調研機構的數(shù)據(jù)顯示，近幾年全球視頻監(jiān)控市場的年復合增長率接近10%，而中國市場的增長率更是在20%以上，估計2021年，全球視頻監(jiān)控市場規(guī)模將到達410億美圓。開展趨勢在市場的快速開展的同時，相關視頻技術也不斷晉級，視頻監(jiān)控技術與市場呈現(xiàn)了以下幾個開展趨勢：從CCTV到DVR再到NVR傳統(tǒng)的模擬閉路電視視頻監(jiān)控(CCTV)，進展實時的錄像，需求大

2、量的磁帶進展記錄，分析管理不方便，市場份額正在逐漸被數(shù)字視頻監(jiān)控(DVR)吞食。數(shù)字視頻監(jiān)控，由于對輸入的模擬視頻信號進展了數(shù)字化處置，后端可以方便地對圖像進展處置降噪、縮放、OSD、緊縮等等，大大減少了對存儲空間的需求，降低了本錢，也為視頻智能分析提供了根底。網(wǎng)絡視頻監(jiān)控(NVR)是在DVR的根底上，加強了網(wǎng)絡功能，可以方便地實現(xiàn)遠程管理和遠端存儲。隨著網(wǎng)絡根底設備的晉級，NVR正獲得迅猛的開展。從CIF到D1再到HD隨著視頻處置芯片才干的加強，集成度的提高和本錢的下降，以及硬盤單位容量本錢的降低，數(shù)字視頻監(jiān)控產品的分辨率正在晉級。目前D1(480i格式，720480，程度480線，隔行掃描

3、)正在逐漸取代CIF(352288)成為市場的主流。而一些高端產品，曾經(jīng)開場支持720p 格式(1280720，程度720線，逐行掃描)，甚至1080p格式(19201080，程度1080線，逐行掃描)，以滿足一些特殊的運用需求，如工業(yè)/醫(yī)療圖像識別。更高的圖像分辨率，意味著更大的存儲空間需求，也為圖像識別、智能分析提供了便利。從4/8通道到8/16/32通道隨著單位通道本錢的降低，終端客戶情愿設置更多的攝像頭，提高布控密度，以提供更好的平安保證。市場主流需求也由單設備4/8通道提升到8/16/32通道。視頻監(jiān)控 + 網(wǎng)絡存儲隨著視頻監(jiān)控市場的昌盛，也帶動了存儲產品市場的開展。過去，網(wǎng)絡存儲產

4、品主要配合效力器用于運營商和企業(yè)的數(shù)據(jù)備份。如今，一些行業(yè)運用對圖像分辨率和保管時間提出了更高的要求，傳統(tǒng)的存儲陣列產品也開場逐漸引入到視頻監(jiān)控的運用中來，其提供的RAID功能，保證了數(shù)據(jù)存儲的可靠性和平安性。智能監(jiān)控更廣泛的視頻監(jiān)控運用，帶來視頻數(shù)據(jù)爆炸式地增長，靠人工手動查驗變得越來越困難?；ヂ?lián)網(wǎng)絡的開展，開啟了信息爆炸的時代，假設不依托Google、Baidu這樣的搜索引擎，我們將迷失在茫茫的信息海洋中。同樣的道理，智能監(jiān)控是視頻監(jiān)控開展的必然趨勢。在未來的某一天，也許我們輸入幾張嫌疑犯的照片，就可以借助人臉識別和人體特征識別技術，并經(jīng)過龐大的互聯(lián)網(wǎng)相連的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡，搜索出能夠的嫌疑犯

5、出現(xiàn)過的位置和視頻信息。當然，這有很大的難度，但是，很多前沿的公司正在朝這個方向努力。而且，如今的智能監(jiān)控產品曾經(jīng)在一些方面獲得了可喜的成果，如車牌識別、人臉識別、越界報警、目的跟蹤、可疑物報警、人頭數(shù)量統(tǒng)計根據(jù)其不同的任務原理、視頻數(shù)據(jù)傳輸和處置方式，數(shù)字視頻監(jiān)控分為網(wǎng)絡視頻攝像機(IPCAM)+網(wǎng)絡存儲、基于PC的視頻采集以及 HYPERLINK article.ednchina/word/330456.aspx o 嵌入式 嵌入式DVR/NVR三種方案，每種方案針對不同的運用環(huán)境都各有優(yōu)勢，以下是三種方案的比較:IPCAM + 網(wǎng)絡存儲該方案的優(yōu)點是部署靈敏、方便，缺陷是當前主流方案中的

6、單位通道本錢較DVR/NVR高。網(wǎng)絡視頻攝像機IPCAM可以經(jīng)過以太網(wǎng)口上連到NVR設備，也可以直接上連到網(wǎng)絡存儲設備。前者適宜組建小的監(jiān)控網(wǎng)絡，IPCAM作為NVR的一種補充；后者適宜完全由IPCAM來組建大型監(jiān)控網(wǎng)絡。IPCAM系統(tǒng)框圖如“圖1，攝像機假設是模擬信號輸出，那么需求視頻解碼器將信號轉換成數(shù)字信號，送給后端。視頻處置器對視頻信號進展處置、緊縮，并包裝成以太網(wǎng)包送出。IPCAM的開展方向將是進一步降低本錢，并加強智能監(jiān)控的功能?？梢园岩曨l處置器的功能做得更強大，將攝像機功能集成進來，由視頻處置器直接對Image sensor輸出的信號進展處置。這樣，就可以省掉攝像機中進展前端處置

7、的ISP (Image signal processor)和如下圖的視頻解碼器，從而由單芯片方案實現(xiàn)IPCAM。網(wǎng)絡存儲產品的系統(tǒng)框圖如“圖2，由以太網(wǎng)交換機對IPCAM的數(shù)據(jù)進展會聚，經(jīng)過千兆以太網(wǎng)口將數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡存儲設備。這種方案中的處置器通常是性能比較強的處置器，如多核x86、PowerPC、MIPS都有運用。這個級別的處置器，通常帶多組PCI Express接口，提供高帶寬的外設接入。RAID處置需求做大量的XOR運算，假設由處置器直接來做處置，會大大添加處置器的負荷，系統(tǒng)規(guī)模也就不能夠做大。所以，通常會運用專門的RAID協(xié)處置器。硬盤擴展(HDD Expand)部分，是用于將外接硬

8、盤的數(shù)量擴展到十幾個、幾十個甚至上百個。通常的方案是用SATA Controller + SATA Port Multiplier，或者SAS Controller + SAS Expander。 當前的RAID協(xié)處置器、SATA Controller和SAS Controller多為PCI-X接口，為能實現(xiàn)與處置器的PCI Express接口實現(xiàn)互連，就要用到一個非常重要的橋接芯片，實現(xiàn)PCI Express到PCI-X的接口轉換。Pericom公司的PI7C9X130，實現(xiàn)了PCI Express x4到PCI-X 64bit133MHz的轉換，支持64133 = 1064MB/s的帶寬。

9、PCI-X向下兼容PCI，總線也可以跑在100MHz、66MHz、33MHz或者其他低于133MHz的頻率。PI7C9X130任務在PCI方式時，可以擴展6個PCI設備。該芯片也被用于實現(xiàn)720p、1080p的高端視頻處置卡。 另外，PI7C9X130還支持Reverse mode，即可以實現(xiàn)從PCI-X到PCI Express的橋接，當處置器提供的接口是PCI-X，而需求掛接PCI Express接口的外設時，就需求任務在此種方式?；赑C運用的視頻采集卡視頻采集卡的優(yōu)點是配置簡單、操作方便。占用PC的PCI插槽或者PCI Express插槽，程序運轉在Windows或者Linux下，操作跟

10、日常運用電腦一樣簡單。PC價錢越來越廉價，性能也越來越強，基于Windows和Linux操作系統(tǒng)，有更多的軟件資源支持，使得產品開發(fā)變得更容易。這為智能監(jiān)控功能的開發(fā)提供了極大的便利。視頻采集卡的缺陷是，假設客戶要為采集卡新配置PC，那么，計算上PC的本錢， HYPERLINK article.ednchina/word/330457.aspx o 視頻監(jiān)控 視頻監(jiān)控單位通道本錢將較之DVR/NVR高。視頻采集卡分為兩種，硬件緊縮視頻采集卡和軟件緊縮視頻采集卡。顧名思義，硬壓卡是由專門的DSP或者ASIC來實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的處置和緊縮，而軟壓卡只實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的采集，處置和緊縮都由PC的處置器來實現(xiàn)

11、。所以，硬壓卡對PC處置器的耗用較少，數(shù)據(jù)緊縮后傳輸，占用傳輸帶寬少；而軟壓卡的一切負荷都在PC處置器上，原始數(shù)據(jù)進展傳輸，占用傳輸帶寬大。就單卡本錢而言，硬壓卡的本錢遠高于軟壓卡，但單卡通道數(shù)可以做得更多，對PC配置要求不高。經(jīng)過這種簡單的比較，我們不難看出，硬壓卡的定位介于軟壓卡和DVR/NVR之間。雖然如今PC價錢非常廉價，性能也足夠強，但是最廉價的PC也還是比 HYPERLINK article.ednchina/word/330456.aspx o 嵌入式 嵌入式的處置器貴。所以，硬壓卡的市場份額有能夠逐漸被軟壓卡和DVR/NVR蠶食。當前，視頻采集卡的主流還是PCI插卡。但是，由于

12、PC的PCI總線任務在33MHz，無法實現(xiàn)8路D1的原始數(shù)據(jù)傳輸；另外，Intel在大力推行PCI Express總線，新推出的芯片組，提供更多的PCI Express接口，并讓PCI接口逐漸淡出市場。所以，PCI Express的視頻采集卡在逐漸流行起來。硬壓卡功能框圖如“圖3，軟壓卡功能框圖如“圖4、“圖5。在視頻采集卡中，為了單卡實現(xiàn)多個通道，需求掛接更多的PCI設備，如下圖的DSP/ASIC或視頻解碼器，故需求進展PCI總線的擴展。Pericom公司的PI7C8152是完全透明的PCI橋，可以擴展4個PCI設備，用于硬壓卡；PI7C8150，可以擴展9個PCI設備，用于8路軟壓卡；PI

13、7C8140，可以擴展4個PCI設備，用于4路軟件卡。這三顆芯片都在PCI視頻采集卡上得到了廣泛的運用，而Pericom公司推出的PCI Express x1到PCI 的橋接 PI7C9X111SL和PI7C9X112SL更是專門為視頻監(jiān)控運用量身打造，曾經(jīng)成為PCI Express視頻采集卡運用的必然選擇。PI7C9X111SL和PI7C9X112SL專為視頻監(jiān)控運用進展了優(yōu)化，支持512Byte的“Max Payload Size，PCI to PCI Express進展upstream memory write的實踐測試，當PCI任務在 HYPERLINK mailto:32bit33M

14、Hz 32bit33MHz時，數(shù)據(jù)傳輸率高達120MB/s；當PCI任務在 HYPERLINK mailto:32bit66MHz 32bit66MHz時，數(shù)據(jù)傳輸率高達230MB/s，完全滿足軟壓卡單卡實現(xiàn)8路D1的運用需求。PI7C9X111SL可以擴展4個PCI設備；PI7C9X112SL可以擴展8個PCI設備。兩款芯片采用同樣的封裝，客戶可以方便地實現(xiàn)4路卡和8路卡的兼容設計，共用一個PCB。封裝為14*14mm的128 LQFP，方便客戶焊接、調試。較之BGA封裝，減小了設計難度，可以運用更少的PCB層數(shù)，降低了本錢。芯片功耗只需0.45W。 另外，PI7C9X111SL還支持Rev

15、erse mode，即可以實現(xiàn)PCI到PCI Express的橋接，當處置器提供的接口是PCI，而需求掛接PCI Express接口的外設時，就需求任務在此種方式。少數(shù)視頻解碼器提供PCI Express x1接口，Pericom公司專門為監(jiān)控市場提供了低端口數(shù)的PCI Express Packet Switch，實現(xiàn)PCI Express port擴展。運用功能框圖如“圖5，常用型號如下： HYPERLINK article.ednchina/word/330456.aspx o 嵌入式 嵌入式DVR/NVR嵌入式DVR/NVR功能框圖如“圖6，和“PC + 硬壓卡的運用非常類似。嵌入式DVR/NVR由于采用集成外設接口、性能適中的低本錢嵌入式處置器，使得 HYPERLINK article.ednchina/word/330457.aspx o 視頻監(jiān)控 視頻監(jiān)控的單位通道本錢大幅降低，系統(tǒng)功耗也大幅下降，契合當前“綠色環(huán)保的產品理念。由于是一個封鎖的系統(tǒng)，所以，也就不存在兼容性的問題。嵌入式DVR/NVR多采用Linux操作系統(tǒng)，假設想經(jīng)過shell command來進展配置、管理，對終端客戶會是非常困難的一件事情。所以，必需求開發(fā)簡