視頻監(jiān)控發(fā)展趨勢和方案比較模板

視頻監(jiān)控發(fā)展趨勢和方案比較資料內(nèi)容僅供參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系本人改正或者刪除。視頻監(jiān)控發(fā)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(qiáng)勁。在國內(nèi)有關(guān)部門推出了”平安城市”項目后,中國的視頻監(jiān)控市場也開始起飛。特別是北京奧運會、上海世博會更是大力推動了中國視頻監(jiān)控市場的發(fā)展。據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示,近幾年全球視頻監(jiān)控市場的年復(fù)合增長率接近10%,而中國市場的增長率更是在20%以上,預(yù)計,全球視頻監(jiān)控市場規(guī)模將達(dá)到410億美元。發(fā)展趨勢在市場的快速發(fā)展的同時,相關(guān)視頻技術(shù)也不斷升級,視頻監(jiān)控技術(shù)與市場呈現(xiàn)了以下幾個發(fā)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(jìn)行實時的錄像,需要大量的磁帶進(jìn)行記錄,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,因為對輸入的模擬視頻信號進(jìn)行了數(shù)字化處理,后端能夠方便地對圖像進(jìn)行處理――降噪、縮放、OSD、壓縮等等,大大減少了對存儲空間的需求,降低了成本,也為視頻智能分析提供了基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控(NVR)是在DVR的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)功能,能夠方便地實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和遠(yuǎn)端存儲。隨著網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的升級,NVR正獲得迅猛的發(fā)展。從CIF到D1再到HD隨著視頻處理芯片能力的增強(qiáng),集成度的提高和成本的下降,以及硬盤單位容量成本的降低,數(shù)字視頻監(jiān)控產(chǎn)品的分辨率正在升級。當(dāng)前D1(480i格式,720×480,水平480線,隔行掃描)正在逐漸取代CIF(352×288)成為市場的主流。而一些高端產(chǎn)品,已經(jīng)開始支持720p格式(1280×720,水平720線,逐行掃描),甚至1080p格式(1920×1080,水平1080線,逐行掃描),以滿足一些特殊的應(yīng)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通道隨著單位通道成本的降低,終端客戶愿意設(shè)置更多的攝像頭,提高布控密度,以提供更好的安全保障。市場主流需求也由單設(shè)備4/8通道提升到8/16/32通道。視頻監(jiān)控+網(wǎng)絡(luò)存儲隨著視頻監(jiān)控市場的繁榮,也帶動了存儲產(chǎn)品市場的發(fā)展。過去,網(wǎng)絡(luò)存儲產(chǎn)品主要配合服務(wù)器用于運營商和企業(yè)的數(shù)據(jù)備份?，F(xiàn)在,一些行業(yè)應(yīng)用對圖像分辨率和保存時間提出了更高的要求,傳統(tǒng)的存儲陣列產(chǎn)品也開始逐漸引入到視頻監(jiān)控的應(yīng)用中來,其提供的RAID功能,保證了數(shù)據(jù)存儲的可靠性和安全性。智能監(jiān)控更廣泛的視頻監(jiān)控應(yīng)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(luò)的發(fā)展,開啟了信息爆炸的時代,如果不依靠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)控發(fā)展的必然趨勢。在將來的某一天,可能我們輸入幾張嫌疑犯的照片,就能夠借助人臉識別和人體特征識別技術(shù),并經(jīng)過龐大的互聯(lián)網(wǎng)相連的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),搜索出可能的嫌疑犯出現(xiàn)過的位置和視頻信息。當(dāng)然,這有很大的難度,可是,很多前沿的公司正在朝這個方向努力。而且,現(xiàn)在的智能監(jiān)控產(chǎn)品已經(jīng)在一些方面取得了可喜的成績,如車牌識別、人臉識別、越界報警、目標(biāo)跟蹤、可疑物報警、人頭數(shù)量統(tǒng)計……依據(jù)其不同的工作原理、視頻數(shù)據(jù)傳輸和處理方式,數(shù)字視頻監(jiān)控分為網(wǎng)絡(luò)視頻攝像機(jī)(IPCAM)+網(wǎng)絡(luò)存儲、基于PC的視頻采集以及\o"嵌入式"嵌入式DVR/NVR三種方案,每種方案針對不同的應(yīng)用環(huán)境都各有優(yōu)勢,以下是三種方案的比較:IPCAM+網(wǎng)絡(luò)存儲該方案的優(yōu)點是部署靈活、方便,缺點是當(dāng)前主流方案中的單位通道成本較DVR/NVR高。網(wǎng)絡(luò)視頻攝像機(jī)IPCAM能夠經(jīng)過以太網(wǎng)口上連到NVR設(shè)備,也能夠直接上連到網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備。前者適合組建小的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),IPCAM作為NVR的一種補(bǔ)充;后者適合完全由IPCAM來組建大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。IPCAM系統(tǒng)框圖如”圖1”,攝像機(jī)如果是模擬信號輸出,則需要視頻解碼器將信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,送給后端。視頻處理器對視頻信號進(jìn)行處理、壓縮,并包裝成以太網(wǎng)包送出。IPCAM的發(fā)展方向?qū)⑹沁M(jìn)一步降低成本,并加強(qiáng)智能監(jiān)控的功能。能夠把視頻處理器的功能做得更強(qiáng)大,將攝像機(jī)功能集成進(jìn)來,由視頻處理器直接對Imagesensor輸出的信號進(jìn)行處理。這樣,就能夠省掉攝像機(jī)中進(jìn)行前端處理的ISP(Imagesignalprocessor)和如圖所示的視頻解碼器,從而由單芯片方案實現(xiàn)IPCAM。網(wǎng)絡(luò)存儲產(chǎn)品的系統(tǒng)框圖如”圖2”,由以太網(wǎng)交換機(jī)對IPCAM的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚,經(jīng)過千兆以太網(wǎng)口將數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備。這種方案中的處理器一般是性能比較強(qiáng)的處理器,如多核x86、PowerPC、MIPS都有使用。這個級別的處理器,一般帶多組PCIExpress接口,提供高帶寬的外設(shè)接入。RAID處理需要做大量的XOR運算,如果由處理器直接來做處理,會大大增加處理器的負(fù)荷,系統(tǒng)規(guī)模也就不可能做大。因此,一般會使用專門的RAID協(xié)處理器。硬盤擴(kuò)展(HDDExpand)部分,是用于將外接硬盤的數(shù)量擴(kuò)展到十幾個、幾十個甚至上百個。一般的方案是用SATAController+SATAPortMultiplier,或者SASController+SASExpander。當(dāng)前的RAID協(xié)處理器、SATAController和SASController多為PCI-X接口,為能實現(xiàn)與處理器的PCIExpress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)PCIExpress到PCI-X的接口轉(zhuǎn)換。Pericom公司的PI7C9X130,實現(xiàn)了PCIExpressx4到PCI-X64bit@133MHz的轉(zhuǎn)換,支持64×133=1064MB/s的帶寬。PCI-X向下兼容PCI,總線也能夠跑在100MHz、66MHz、33MHz或者其它低于133MHz的頻率。PI7C9X130工作在PCI模式時,能夠擴(kuò)展6個PCI設(shè)備。該芯片也被用于實現(xiàn)720p、1080p的高端視頻處理卡。另外,PI7C9X130還支持Reversemode,即能夠?qū)崿F(xiàn)從PCI-X到PCIExpress的橋接,當(dāng)處理器提供的接口是PCI-X,而需要掛接PCIExpress接口的外設(shè)時,就需要工作在此種模式?；赑C應(yīng)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PCIExpress插槽,程序運行在Windows或者Linux下,操作跟日常使用電腦一樣簡單。PC價錢越來越便宜,性能也越來越強(qiáng),基于Windows和Linux操作系統(tǒng),有更多的軟件資源支持,使得產(chǎn)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。視頻采集卡的缺點是,如果客戶要為采集卡新配置PC,那么,計算上PC的成本,\o"視頻監(jiān)控"視頻監(jiān)控單位通道成本將較之DVR/NVR高。視頻采集卡分為兩種,硬件壓縮視頻采集卡和軟件壓縮視頻采集卡。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)的處理和壓縮,而軟壓卡只實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的采集,處理和壓縮都由PC的處理器來實現(xiàn)。因此,硬壓卡對PC處理器的耗用較少,數(shù)據(jù)壓縮后傳輸,占用傳輸帶寬少;而軟壓卡的所有負(fù)荷都在PC處理器上,原始數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸,占用傳輸帶寬大。就單卡成本而言,硬壓卡的成本遠(yuǎn)高于軟壓卡,但單卡通道數(shù)能夠做得更多,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。雖然現(xiàn)在PC價錢非常便宜,性能也足夠強(qiáng),可是最便宜的PC也還是比\o"嵌入式"嵌入式的處理器貴。因此,硬壓卡的市場份額有可能逐漸被軟壓卡和DVR/NVR蠶食。當(dāng)前,視頻采集卡的主流還是PCI插卡。可是,因為PC的PCI總線工作在33MHz,無法實現(xiàn)8路D1的原始數(shù)據(jù)傳輸;另外,Intel在大力推廣PCIExpress總線,新推出的芯片組,提供更多的PCIExpress接口,并讓PCI接口逐漸淡出市場。因此,PCIExpress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,需要掛接更多的PCI設(shè)備,如圖所示的DSP/ASIC或視頻解碼器,故需要進(jìn)行PCI總線的擴(kuò)展。Pericom公司的PI7C8152是完全透明的PCI橋,能夠擴(kuò)展4個PCI設(shè)備,用于硬壓卡;PI7C8150,能夠擴(kuò)展9個PCI設(shè)備,用于8路軟壓卡;PI7C8140,能夠擴(kuò)展4個PCI設(shè)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應(yīng)用,而Pericom公司推出的PCIExpressx1到PCI的橋接–PI7C9X111SL和PI7C9X112SL更是專門為視頻監(jiān)控應(yīng)用量身打造,已經(jīng)成為PCIExpress視頻采集卡應(yīng)用的必然選擇。PI7C9X111SL和PI7C9X112SL專為視頻監(jiān)控應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化,支持512Byte的”MaxPayloadSize”,PCItoPCIExpress進(jìn)行upstreammemorywrite的實際測試,當(dāng)PCI工作在32bit@33MHz時,數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)120MB/s;當(dāng)PCI工作在32bit@66MHz時,數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)230MB/s,完全滿足軟壓卡單卡實現(xiàn)8路D1的應(yīng)用需求。PI7C9X111SL能夠擴(kuò)展4個PCI設(shè)備;PI7C9X112SL能夠擴(kuò)展8個PCI設(shè)備。兩款芯片采用同樣的封裝,客戶能夠方便地實現(xiàn)4路卡和8路卡的兼容設(shè)計,共用一個PCB。封裝為14*14mm的128LQFP,方便客戶焊接、調(diào)試。較之BGA封裝,減小了設(shè)計難度,能夠使用更少的PCB層數(shù),降低了成本。芯片功耗只有0.45W。另外,PI7C9X111SL還支持Reversemode,即能夠?qū)崿F(xiàn)PCI到PCIExpress的橋接,當(dāng)處理器提供的接口是PCI,而需要掛接PCIExpress接口的外設(shè)時,就需要工作在此種模式。少數(shù)視頻解碼器提供PCIExpressx1接口,Pericom公司專門為監(jiān)控市場提供了低端口數(shù)的PCIExpressPacketSwitch,實現(xiàn)PCIExpressport擴(kuò)展。應(yīng)用功能框圖如”圖5”,常見型號如下:\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”的應(yīng)用非常類似。嵌入式DVR/NVR因為采用集成外設(shè)接口、性能適中的低成本嵌入式處理器,使得\o"視頻監(jiān)控"視頻監(jiān)控的單位通道成本大幅降低,系統(tǒng)功耗也大幅下降,契合當(dāng)前”綠色環(huán)?！钡漠a(chǎn)品理念。因為是一個封閉的系統(tǒng),因此,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),如果想經(jīng)過shellcommand來進(jìn)行配置、管理,對終端客戶會是非常困難的一件事情。因此,必須要開發(fā)簡單、易用的管理