二十世紀九十年代末,伴隨著計算機技術、圖像處理技術和網絡技術的發展與普及,興起了數字化監控浪潮,數字監控的廣泛應用起源于金融行業的數字化改造,主要標志是DVR代替了模擬錄像機。無論是PC式的DVR,還是嵌入式的DVR,均可實現原來模擬錄像機所具備功能,如報警錄像、定時錄像、資料復核等功能,還能實現移動偵測錄像(在視頻編碼過程中實現)、字符疊加(如OSD、LOGO等)、區域遮蓋(保護隱私區域)、數字水。ǚ乐逛浵褓Y料被篡改)等功能,這些功能的實現,大部分是應用視頻處理技術來實現的,同時,通過視頻處理技術的不斷創新,可以實現更多滿足實際應用需求的特定功能。
回顧一下,數字硬盤錄像機(DVR)的發展已經有很多年了,總的來說發展很快,各種新技術、新產品、新概念層出不窮,但錄像清晰度、錄像成本始終是監控系統中關注的二大重要因素。錄像清晰度與圖像質量、分辨率、碼率、幀結構等視頻編碼參數有很大的關系,錄像成本與壓縮效率有很大關系,要取得高的圖像質量,那么勢必增加錄像成本,反之,要降低錄像成本,那么勢必影響圖像質量。具體應用中,如何做到兼顧這2個因素呢?為此,?低曁岢霾崿F了“動態調整編碼參數”技術。
“動態調整編碼參數”就是在不啟停錄像(不切換錄像文件)的情況下,對編碼參數進行調整,同時生效。在具體的應用中,對于靜止或一般的監控場景,調整相應編碼參數,使錄像保持在很低的碼率,而在圖像發生變化,或產生報警時,可以調整相應編碼參數,實現高質量的錄像,可以動態修改的參數包括:分辨率、錄像質量、碼率控制、幀率控制以及幀結構。由于上述參數可以動態修改,因此可以保持圖像的連續、無需頻繁的切換文件,即滿足了在關鍵時刻對高圖像質量的要求,又節省了硬盤空間。
聯網監控是在銀行系統完成數字化改造以后的又一重要需求,特別是對于無人值守的離行式ATM機來說,聯網監控是高效運維的重要手段,監控中心不僅可以實時了解DVR的在線狀況,也可以實時查看有警情的現場圖像,一定程度上改變了單純通過錄像復合,進行事后處理的現狀。
對于金融行業來說,錄像的清晰度要得到保證,這樣的話視頻數據較大,而網絡資源是有限的,所以網絡帶寬成了傳輸視頻數據的瓶頸。為解決這個問題,?低曁岢霾崿F了雙編碼技術。
輸出碼流的圖像質量、分辨率、幀率、碼率等視頻參數都可以獨立設置。這樣生成的兩個碼流就可以滿足不同的應用需求,比如主碼流用于錄像,子碼流用于網絡傳輸。隨著視頻監控應用領域的拓展,編碼技術的發展,多編碼技術的實現將成為可能,這樣多個碼流可滿足不同傳輸信道、不同應用的需求,如通過千兆網、VPN專網、ADSL、無線網絡等傳輸信道,以及重要用戶、一般用戶等可以傳輸不同碼率、不同圖像質量的視頻數據。
對于傳統的CCTV監控中心來說,矩陣是一個很重要的設備,它主要完成視頻切換、PTZ控制等功能,同時還可對切換規則進行編程設置,視頻切換的路數取決于矩陣主機背板的切換能力,切換是通過電路來實現的。?低曖槍底直O控提出并實現了數字矩陣,并在兩個平臺上實現。
對于單臺的DVR來說,實際上就是一個基于數據總線的視頻切換矩陣。對于PC式DVR,輸入的視頻路數是視音頻壓縮卡的路數,一路視頻可切換輸出到顯卡,通過增加解碼卡,也可以將多路視頻切換到解碼輸出通道(輸出路數的多少取決于解碼卡的多少)?偣材軌蚯袚Q的路數主要取決于總線的帶寬。另外,通過PC平臺可以非常容易地設置切換規則、進行PTZ控制。對于嵌入式DVR,輸入的視頻路數就是DVR的視頻輸入路數,輸出路數一般至少有一路,有的DVR輸出兩路、四路等,同樣通過DVR可以設置切換規則、可以進行PTZ控制。
對于一個基于IP網絡的監控系統來說,前端視頻的輸入、IP網絡設備、后端的解碼設備以及控制設備共同組成基于IP交換的數字矩陣。
視頻輸入的路數取決于控制端能訪問的前端視頻編碼的路數,視頻輸出的路數取決于解碼服務器的數量,以及各服務器解碼輸出通道的路數,同時也取決于IP網絡的帶寬。切換規則由控制臺設置完成,控制臺同時可以方便地進行PTZ控制。
數字矩陣相對于傳統的模擬矩陣,在切換規則的設置,切換界面的友好性,以及切換畫面的處理方面,具有較強的靈活性,同時,切換路數的擴展性方面也更加方便,成本更低。如對于切換畫面的處理方面,無需畫面分割器,在DSP平臺上就可以實現畫面分割線是,以窗口為單位進行視頻輸出?傊,數字矩陣更加具有發展潛力。
近年來,隨著公安系統“3111”工程的實施,視頻處理技術在監控中發揮著更大的作用,如對圖像清晰度的要求,產生了支持D1畫質的DVR,同時,動態調整編碼參數技術、雙編碼技術、數字矩陣等在“3111”工程中也得到了大量的應用。尤其是對于智能監控的要求,產生了基于車牌識別、人臉識別等技術的應用,這些應用拉動了視頻監控產業的發展,同時也推動了視頻監控行業的技術發展?偟膩砜,DVR產品基本上是沿著數字化、網絡化、智能化的發展方向走下來的。數字化是基礎,網絡化和系統化是方向,在這其中,用戶需求是最關鍵的推動因素。我們相信,隨著視頻監控應用領域的不斷拓展,伴隨著日新月異的用戶需求,業內企業將進一步加快技術創新的步伐,從而推動視頻監控整個產業鏈快速、良性地發展。