分享 | 十五个字全面搞懂视频监控

2018年03月08日     来源:中安信联安防帮

[导读]看不到、存不下、看不清、看不懂、不放心,只要您弄清这十五个字的真实含义,就会全面搞懂视频监控的发展历史、现状与未来。

视频监控

  看不到(数字化与网络化)、存不下(分布式与云化)、看不清(标清与高清)、看不懂(智能化与大数据)、不放心(视频信息安全)。只要您弄清这十五个字的真实含义,就会全面搞懂视频监控的发展历史、现状与未来。

  视频监控系统的早期发展,是从让更多人“看得到”及接触到视频图像开始的;2000年后,视频系统开始解决“存不下”、不好用、不好管(图像)的问题,并由此获得了快速的应用普及;2010年左右,视频系统开始攻克“看不清”的难题,图像清晰度的提高,同时为下一步智能化应用打好了基础;近两年,视频系统的热点与焦点,是用AI、图像智能分析等手段处理大数据的图像,解决用户“看不懂”的瓶颈,可以预见这一过程将带来视频监控市场五到十年的蓬勃发展;与此同时,大数据的广泛应用也带来海量图像信息安全性的问题,解决数据、图像“不放心”,将是视频行业未来长期的发展方向。

  看不到:数字化与网络化

  模拟监控系统发展到一定水平,受制于硬件难以满足用户更高的应用需求,数字化是必由之路。数字监控系统具有同步多路传输、抗干扰性能力强、失真小、可进行非线性检索与回放等模拟系统无法比拟的优势。由此,2000年后安防视频监控系统开始大量地应用数字产品和数字技术,如网络摄像机(IPC)、网络录像机(NVR)和数字视频录像机(DVR)等。这些设备和技术从根本上改变了监控系统的形态,提升了系统的功能。

  但视频监控系统数字化的真正标志是系统中的信息流(包括数据、音频、视频、控制)从模拟转变为数字,这从本质上改变了监控系统的信息采集、通信、数据处理和系统控制的方式,从而改变了视频监控系统的模式和应用。实现了视频监控系统中各种技术设备之间的集成、融合,并在统一的操作平台上实现系统管理和全部的功能控制。所以说,数字化是视频监控技术变革的核心,也是网络化和智能化的前提。

  网络化极大地促进了视频监控系统由封闭(专用/闭路监控)向开放转化,系统由固定设置向自由生成的方向发展。如在公共安全视频监控平台上,可随时、随地建立一个专用的安全防范系统,并可随时地改变和撤消它;开放式系统可将各种社会资源或者其它业务系统整合、配置到系统中来,任务完成后、再释放回去;利用开放的网络可以把系统的许多资源(数据、知识、方法、设备)作为安全服务提供给用户;可以方便地实现与GPS、GIS等系统融合。由此,产生安全防范系统的新模式和新应用,并促进安全服务业的发展和完善。

  视频监控系统网络化分为二个层面,一是采用网络技术的系统设计,一是利用公共信息网络构成系统。前者主要表现为视频监控系统的结构(系统模式)由集总式向分布式转变,分布式的设计有利于合理的资源配置和充分的资源共享,使视频监控系统架构由资源管理体系转变为资源配置和整合体系。实现系统真正意义上的集成,即:技术融合、数据的融合。

  此外,网络化还是实现互联网+安防的最佳平台,是安防服务的最佳平台。通过互联网实现视频系统与其它社会服务功能的整合,如智慧社区、智慧物流等;促进安防进入智慧城市等领域;通过互联网提供云计算、大数据和物联网的服务;促进个人消费的增长,如行车记录、云端摄像机、网络直播等。

  看不清:标清与高清

  “高清”是视频监控系统(图像技术)发展的必然趋势,视频监控始终追求得到更丰富的图像信息,特别是分辨图像细节的能力,实现真实、透彻的感知。高清系统的图像分辨能力有很大的提高,已成为视频监控系统技术水平(档次)的标志和系统建设的重要目标。

  高清摄像机有三大类。一是高分辨率摄像机,也称模拟高清,它是在扫描格式(制式)不变的前提下,通过提高水平分辨率实现高清的摄像机;另一类是大像素摄像机,是指摄像器件像素数量大的摄像机,如200万、500万,甚至更高。通常它们输出标清视频信号,与标清系统保持完全的互换性。在电子变焦(摄取局部图像)时,仍有很高的分辨率(由于像素多);960V、4K摄像机以图像格式表示自己的高分辨率,也属于大像素摄像机;有些大像素摄像机,图像帧率较低,则属数码相机(民用级)的范畴;最后一类是高清电视摄像机,是广播电视高清的概念。高清是相比标清,图像分辨率在水平、垂直两方向上加倍;图像为16:9,因此与标清电视不同,两者不再兼容,不可互换。

  在通常实时监控环境下(适当的观看距离、动态图像),高清与标清图像的观察效果差别不大。高清系统的优势是观察局部图像和提取图像细节信息时(将局部图像扩展至全屏),仍具有很高分辨率;图像个体识别时,高分辨率是重要的条件,如电子警察或卡口系统在进行号牌识别时,可得到较高识别率;但图像行为分析对图像帧率稳定性要求较高,而对图像分辨率要求不高。因此,高清系统设计要明确规定高清的型式,系统评价时,不仅要评测摄像机,还要综合分析系统的各个环节(传、存、显、变换、处理),判定系统最后实现的效果。

  存不下:分布式与云化

  传统的视频监控系统是专用、封闭的体系,既不便于系统外部资源的整合和配置,也不便于实现技术的融合和组网应用。开放,既是网络化系统的基本特征,也是公共服务系统的基本要求。

  开放的视频监控系统是分布式结构,可方便的从局域扩展到广域,实现组网应用;适于云计算、物联网和大数据的应用,是公共安全网的理想平台和安全服务的最佳平台。

  分布式结构是视频监控系统发展的必然趋势,它可以做到视频资源的合理分布和配置,解决分散的资源与集中控制,分部门(职能)的管理与统一协调之间的关系,实现最充分的共享。

  所谓“云化”是指越来越多的视频监控系统采用“云架构”或“云平台”。云计算是一种全新的资源配置观念和方式,它通过虚拟化技术将分散、分布的资源整合为一个巨大、共享的资源库(计算能力),使得用户可以低成本的获得巨大计算能力或者资源配置(分布式存储)。

  视频监控系统采用云架构是对传统监控系统革命性的颠覆。通常,传统系统是“中心——前端”结构,即使是分布式系统,也会有一个中心节点,汇集所有前端设备传送的信息(数据),对系统和前端设备进行管理和控制;云系统是“云+端”结构,强大系统资源(交换、存贮、变换及工具)是“云”,前端设备是“端”,如摄像机;监控中心也是“端”,尽管它拥有大量的显示设备。

  显然,”云”是最开放的架构,具有无限扩展、自主升级的能力,与端配合,可不断创造新功能和新服务。而且云系统的构建可以通过购买服务来实现。

  看不懂:智能化与大数据

  智能化的视频监控系统要求采用人性化的设计,模仿人的思维方式进行智能的分析和判断。人工智能技术可以应用于视频监控的方方面面,实现系统功能的自主性;提高操作的精准性和效率;提高决策系统、专家系统的战略水平。人工智能视频监控系统应用的前提是图像信息的自动解释,因此图像信息的自动解释是安防智能化的基本标志。通过机器学习(深度学习),视频监控系统具有与人类智能相似的反应,完成需要人类智能才能胜任的复杂动作(功能)。

  智能化还表现于系统运行管理和功能设置,视频监控系统将成为具有环境(网络、气候、应用)自适应、故障(系统、设备)自诊断;图像质量、数据完整、安全性自动监测等功能,是界面友好的人性化系统。

  智能化是一个与时俱进的概念,在不同的时期和不同的技术条件下有不同的含义,视频监控系统的智能化可以理解为:实现真实的探测与感知,实现图像信息和各种特征的自动识别;系统状态、功能参数自主、优化的调节;系统联动机构和相关系统之间准确、协调的互动。

  所谓“大数据”一般分为三类:交易数据、交互数据和传感数据。视频监控系统所采集、存储与处理的图像信息,主要指的是传感数据。

  近年来,视频图像大数据应用日益广泛。由于采集数据能力(感知手段)的增强,视频系统可以轻易地获得巨量的数据;存贮能力的增强又可以将巨量的数据保存起来。传统观念认为,其中没有价值的数据是垃圾,而在大量的垃圾中寻找有用数据又变得困难。新观念则看到巨量数据所具有的潜在价值。即所谓的“数据挖掘”。这就是大数据的由来。它既说明了数据的价值,又指出了获得价值的方法——“挖掘”。

  视频图像大数据作为一种产业资源,实现盈利的关键,就在于提高对数据的“挖掘能力”,通过加工实现数据的“增值”。大数据与云计算就像一枚硬币的正反面。大数据无法用单台计算机进行处理,必须采用分布式架构,对海量数据进行分布式数据挖掘,必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化技术。随着云时代的来临,大数据越来越受关注。大数据可视为大量非结构化数据和半结构化数据,分析这些数据会花费过多时间和金钱。把大数据与云计算联系到一起,可有效地处理大量的、以往时间内的数据。

  不放心:视频图像信息安全

  信息安全是指信息系统受到保护,不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露,系统连续可靠正常地运行,信息服务不中断,最终实现业务连续性。信息安全主要包括以下六方面的内容,即需保证信息的保密性、真实性(信息来源)、完整性、可用性、不可抵赖性(证据)、可控性(控制传播的能力)。

  影响视频监控系统信息安全的因素主要有四类:视频监控系统包含的产品与技术、操作(如纠正运行缺陷、备份能力等)、隐私与取证、管理。其中,后两点要素较为关键。

  隐私,什么图像信息属隐私,什么部位不能装设备,什么图像只能存、不能看。系统设计时,要有明确、清楚的界定。证据,不同的用户可能会有不同的理解,但证据必须是原始和固定的。因此作为证据图像的生成一定要保证它的原始性与连续性。同时,证据只能由执法业务部门使用。视频图像由谁来看、控、管;图像存在哪、存贮质量、时间及使用等问题,都需要制度和系统模式来保证。

  视频监控系统管理包括使用政策法规、技术标准、人员培训等方面内容。一般来说平安城市建设、视频组网应用等大型社会化工程相关文件由国务院部委发布,如《关于加强公共安全视频监控建设联网应用工作的若干意见》、《关于加强中小学幼儿园安全风险防控体系建设的意见》等。这些文件经常会反映出中央对公共安全的新思维,如编织全方位、立体化公共安全网;构建安全风险防控体系;加强社会治理创新;用大数据等高新技术破解社会治理难题等都是由这些文件首先提出或传达的。此外,还有各个应用领域视频监控系统建设规范性文件,公共交通、银行、文博、学校(幼儿园)、医院等行业部门制订的对业内视频监控系统建设的指导文件。这些文件的制订,通常都会与公安部门合作进行或征求公安部门的意见。

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编辑:邱婷丽
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