視頻監(jiān)控發(fā)展趨勢和方案比較

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(xiàng)目后，中國的視頻監(jiān)控市場也開始起飛。特別是2023年北京奧運(yùn)會(huì)、2023年上海世博會(huì)更是大力推動(dòng)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(jì)2023年，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(shí)，相關(guān)視頻技術(shù)也不斷升級(jí)，視頻監(jiān)控技術(shù)與市場呈現(xiàn)了以下幾個(gè)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(shí)時(shí)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?yàn)閷?duì)輸入的模擬視頻信號(hào)進(jìn)行了數(shù)字化處理，后端可以方便地對(duì)圖像進(jìn)行處理――降噪、縮放、OSD、壓縮等等，大大減少了對(duì)存儲(chǔ)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，可以方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和遠(yuǎn)端存儲(chǔ)。隨著網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)，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(jí)。目前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(shí)別。更高的圖像分辨率，意味著更大的存儲(chǔ)空間需求，也為圖像識(shí)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(chǔ)隨著視頻監(jiān)控市場的繁榮，也帶動(dòng)了存儲(chǔ)產(chǎn)品市場的發(fā)展。過去，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)產(chǎn)品主要配合服務(wù)器用于運(yùn)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(duì)圖像分辨率和保存時(shí)間提出了更高的要求，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)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(chǔ)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(dòng)查驗(yàn)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(shí)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，也許我們輸入幾張嫌疑犯的照片，就可以借助人臉識(shí)別和人體特征識(shí)別技術(shù)，并通過龐大的互聯(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，但是，很多前沿的公司正在朝這個(gè)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(shí)別、人臉識(shí)別、越界報(bào)警、目標(biāo)跟蹤、可疑物報(bào)警、人頭數(shù)量統(tǒng)計(jì)……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(chǔ)、基于PC的視頻采集以及嵌入式DVR/NVR三種方案，每種方案針對(duì)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(chǔ)該方案的優(yōu)點(diǎn)是部署靈活、方便，缺點(diǎn)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可以通過以太網(wǎng)口上連到NVR設(shè)備，也可以直接上連到網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)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(hào)輸出，則需要視頻解碼器將信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送給后端。視頻處理器對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行處理、壓縮，并包裝成以太網(wǎng)包送出。系IPC搏AM的發(fā)展收方向?qū)⑹沁M(jìn)肺一步降低成洪本，并加強(qiáng)盞智能監(jiān)控的掙功能?？梢蚤e把視頻處理恥器的功能做憶得更強(qiáng)大，捆將攝像機(jī)功見能集成進(jìn)來氏，由視頻處考理器直接對(duì)板Image千sens迎or輸出的尿信號(hào)進(jìn)行處壇理。這樣，媽就可以省掉神攝像機(jī)中進(jìn)究行前端處理講的ISP芽(Imag我esig雞nalp救roces集sor)和悉如圖所示的拿視頻解碼器牙，從而由單嫩芯片方案實(shí)應(yīng)現(xiàn)IPCA逼M。丸網(wǎng)絡(luò)存奇儲(chǔ)產(chǎn)品的系同統(tǒng)框圖如“云圖2”，由揉以太網(wǎng)交換怒機(jī)對(duì)IPC艱AM的數(shù)據(jù)駱進(jìn)行匯聚，番通過千兆以辱太網(wǎng)口將數(shù)等據(jù)傳送給網(wǎng)脾絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備烘。這種方案建中的處理器鑒通常是性能賓比較強(qiáng)的處梳理器，如多紹核x86、脫P(yáng)ower燦PC、MI元PS都有使塑用。這個(gè)級(jí)虧別的處理器學(xué)，通常帶多菠組揭PCIE秤xpres遍s接口，提駕供高帶寬的尖外設(shè)接入。贈(zèng)RAID處怕理需要做大俗量的XOR訪運(yùn)算，如果濃由處理器直熄接來做處理子，會(huì)大大增槍加處理器的歷負(fù)荷，系統(tǒng)零規(guī)模也就不散可能做大。臣所以，通常侍會(huì)使用專門赴的RAID倉協(xié)處理器。鏡硬盤擴(kuò)展(刮HDDE吳xpand旋)部分，是秘用于將外接乒硬盤的數(shù)量綢擴(kuò)展到十幾悟個(gè)、幾十個(gè)噸甚至上百個(gè)客。通常的方退案是用SA棄TACo仿ntrol呢ler+賭SATA承Port弄Mult菊iplie訪r，或者S互ASCo蒸ntrol蛛ler+女SAS請(qǐng)Expan缺der。販當(dāng)前的RA秩ID協(xié)處理罷器、SAT損ACon哪troll揀er和SA營SCon單troll旅er多為P本CI-X接鋪口，為能實(shí)數(shù)現(xiàn)與處理器療的PCI紫Expre采ss接口實(shí)衣現(xiàn)互連，就怪要用到一個(gè)漂非常重要的標(biāo)橋接芯片，頃實(shí)現(xiàn)PCI帆Expr次ess到P宣CI-X的月接口轉(zhuǎn)換。雅Peric器om趴公司的PI捷7C9X1粉30，實(shí)現(xiàn)咬了PCI恢Expre陵ssx4愁到PCI-浸X64b谷it@13諒3MHz的顫轉(zhuǎn)換，支持戶64×13潑3=1碎064MB拐/s膚的帶寬。P晃CI-X向能下兼容PC襖I，總線也對(duì)可以跑在1打00MHz具、66MH資z、33M轎Hz或者其此他選低于133寫MHz的頻映率。PI7城C9X13皺0工作在P閑CI模式時(shí)眠，可以擴(kuò)展臟6個(gè)PCI數(shù)設(shè)備。該芯燈片也被用于之實(shí)現(xiàn)720硬p、108呆0p的高端液視頻處理卡叔。的另外，畏PI7C9沙X130還筒支持Rev站erse啞mode，波即可以實(shí)現(xiàn)融從PCI-豆X到PCI詳Expr頁ess的橋倆接，當(dāng)處理拉器提供的接仙口是PCI蛾-X，而需墨要掛接PC撤IExp悟ress接震口的外設(shè)時(shí)駝，就需要工翅作在此種模棍式?？诒砅C碌應(yīng)用的視頻辮采集卡周視頻采抄集卡的優(yōu)點(diǎn)督是配置簡單賊、操作方便弄。占用PC文的PCI插必槽或者PC眠IExp偷ress插燕槽，程序運(yùn)晨行在Win傍dows或罰者Linu珠x下，操作晃跟日常使用淚電腦一樣簡微單。PC價(jià)坡錢越來越便暫宜，性能也豪越來越強(qiáng)，久基于Win嫌dows和停Linux舟操作系統(tǒng)，志有更多的軟旗件資源支持驅(qū)，使得產(chǎn)品鹽開發(fā)變得更宇容易。這為聚智能監(jiān)控功屈能的開發(fā)提材供了極大的敢便利。視頻擦采集卡的缺開點(diǎn)是，如果蛋客戶要為采購集卡新配置答PC，那么僚，計(jì)算上P拴C的成本，赤視頻監(jiān)控怎單位通道成伍本將較之D穗VR/NV里R高。辰視頻采鎮(zhèn)集卡分為兩癢種，硬件壓緒縮視頻采集辜卡和軟件壓霸縮視頻采集賠卡。顧名思陳義，硬壓卡瞎是由專門的黨DSP或者垂ASIC來泡實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)火據(jù)的處理和播壓縮，糟而軟壓卡遮只實(shí)現(xiàn)視頻引數(shù)據(jù)的采集誓，處理和壓堵縮都由PC錢的處理器來放實(shí)現(xiàn)。所以脾，硬壓卡對(duì)式PC處理器戰(zhàn)的耗用較少晨，數(shù)據(jù)壓縮爹后傳輸，占羽用傳輸帶寬醋少；上而軟壓卡闖的所有負(fù)荷孝都在PC處披理器上，原耍始數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)傳輸，占用分傳輸帶寬大親。就單卡成亮本而言，硬劍壓卡的成本識(shí)遠(yuǎn)借高于軟壓卡象，但單卡通亂道數(shù)可以做磚得更多，對(duì)配PC配置要尋求不高。通蕩過這種簡單逆的比較，我漂們不難看出儉，硬壓卡的枯定位乒介于軟壓卡蝴和DVR/舞NVR之間曉。雖然現(xiàn)在海PC價(jià)錢非灶常便宜，性品能也足夠強(qiáng)吧，但是最便余宜的PC也占還是比筍嵌入式濁的處理器貴結(jié)。所以，硬襯壓卡的市場興份額有可能絡(luò)逐漸禁被軟壓卡真和DVR/籌NVR蠶食卸。熊當(dāng)前，疏視頻采集卡歡的主流還是嗎PCI插卡輛。但是，因芹為PC的P倡CI總線工稻作在33M認(rèn)Hz，無法丟實(shí)現(xiàn)8路D務(wù)1的原始數(shù)灑據(jù)傳輸；另株外，Int揮el在大力貪推廣PCI熄Expr考ess總線搞，新推出的疾芯片組，提省供更多的P欲CIEx惜press溪接口，并讓鹿PCI接口祝逐漸淡出市巷場。所以，嘴PCIE著xpres監(jiān)s的視頻采頁集卡在逐漸指流行起來。旬硬壓卡號(hào)功能框圖如盼“圖3”，霉軟壓卡樣功能框圖如伐“圖4”、庸“圖5”。佛在視頻堡采集卡中，澇為了單卡實(shí)搏現(xiàn)多個(gè)通道處，需要掛接繼更多的PC反I設(shè)備，如痕圖所示的D松SP/AS火IC或視頻挑解碼器，故享需要進(jìn)行P宰CI總線的挪擴(kuò)展。館Peric格om臟公司的PI薦7C815畢2是完全透殘明的PCI針橋，可以擴(kuò)撇展4個(gè)PC牲I設(shè)備，用揀于硬壓卡；劑PI7C8干150，可傻以擴(kuò)展9個(gè)付PCI設(shè)備主，用于凱8路軟壓卡壇；PI7C鼓8140，燒可以擴(kuò)展4濱個(gè)PCI設(shè)勾備，用于4紛路軟件卡。燥這三顆芯片銷都在PCI斗視頻采集卡洞上得到了廣廢泛的應(yīng)用，惜而淡Peric刑om癥公司推出的舊PCIE宋xpres成sx1到姑PCI的帆橋接–驢PI7C9府X111S書L和PI7排C9X11揮2SL更是規(guī)專門為視頻朽監(jiān)控應(yīng)用量剖身打造，已害經(jīng)成為PC年IExp技ress視擋頻采集卡應(yīng)哈用的必然選只擇。梨PI7例C9X11陰1SL和P飽I7C9X渾112SL捷專為視頻監(jiān)佛控應(yīng)用進(jìn)行敲了優(yōu)化，支終持512B躍yte的“拳MaxP陪ayloa袍dSiz竊e”，PC粱Ito遠(yuǎn)PCIE反xpres知s進(jìn)行up不strea乓mmem注oryw告rite的來實(shí)際測試，喚當(dāng)PCI工恭作在沫32bit爭@33MH唉z備時(shí)，數(shù)據(jù)傳敲輸率高達(dá)1復(fù)20MB/游s；當(dāng)PC愛I工作在押32bit描@66MH憂z吩時(shí)，數(shù)據(jù)傳述輸率高達(dá)2月30MB/增s，完全燈滿足軟壓卡進(jìn)單卡實(shí)現(xiàn)8止路D1的應(yīng)襖用需求。妖PI7宵C9X11勵(lì)1SL可以足擴(kuò)展4個(gè)P繡CI設(shè)備；秋PI7C9汽X112S奴L可以擴(kuò)展還8個(gè)PCI皇設(shè)備。兩款陜芯片采用同地樣灶的封裝，客舉戶可以方便碑地實(shí)現(xiàn)4路淺卡和8路卡污的兼容設(shè)計(jì)碗，共用一個(gè)種PCB。封或裝為14*樹14mm的促128L廚QFP，方字便客戶焊接醉、調(diào)試。較浩之BGA封列裝，減小了脹設(shè)計(jì)難度，仆可以使用更證少的PCB域?qū)訑?shù)，降低裳了成本。芯犬片功耗只有跌0.45W葡。是另外，熱PI7C9藏X111S乓L還支持R冬evers搬emod績e，即可以麗實(shí)現(xiàn)PCI有到PCI涂Expre卷ss的橋接鞠，當(dāng)處理器珍提供的接口誕是PCI，酬而需要掛接沿PCIE蜻xpres裹s接口的外朽設(shè)時(shí)，就需送要工作在此餡種模式。屬少數(shù)視貧頻解碼器提約供PCI哀Expre李ssx1狂接口，雕Peric絲om帖公司專門為險(xiǎn)監(jiān)控市場提夜供了低端口訴數(shù)的PCI蝕Expr還essP項(xiàng)acket利Swit鳳ch，實(shí)現(xiàn)往PCIE米xpres丟spor饞t擴(kuò)展。應(yīng)秩用功能框圖繭如“圖5”紛，常用型號(hào)哄如下：毫嵌入式半DVR/N招VR預(yù)嵌入式走DVR/N估VR功能框等圖如“圖6躺”，和“P錫C+硬男壓卡”的應(yīng)四用非常類似么。堤嵌入式正DVR/N討VR因?yàn)椴商哂眉赏庠O(shè)否接口、性能阻適中的低成巾本嵌入式處氣理器，使得章視頻監(jiān)控忌的單位通道販成本大幅降慢低，系統(tǒng)功倘耗也大幅下寶降，契合當(dāng)篇前“綠色環(huán)猜?！钡漠a(chǎn)品貧理念。因?yàn)槭彩且粋€(gè)封閉描的系統(tǒng)，所告以，也就不樂存在兼容性拔的問題。爐嵌入式偏DVR/N詳VR多采用陷Linux嚴(yán)操作系統(tǒng)，買如果想通過桌shell墾comm特and來進(jìn)必行配置、管改理，對(duì)終端都客戶會(huì)是非悔常困難的一暖件事情。所遠(yuǎn)以，必須要肯開發(fā)簡單、唱易用的管理牧軟件。再者仰，當(dāng)前的嵌躍入式DVR駕/NVR產(chǎn)錄品通常