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嵌入式DVR在视频存储中积蓄力量 期待为技术创新厚积薄发

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嵌入式DVR是安防监控设备中不可或缺的图像存储及资料传输的重要设备,虽然受到各种技术革新的影响,但是传统的预览、压缩、传输、存储、回放等五大要素仍是其不变的基本功能,而有所变化的只是某些功能的强化及扩充。而从市场上的新产品及新技术上可以捕捉到一些嵌入式DVR技术趋势的影子,那么具体的发展方向如何,不妨一起去深入了解一下。

智能识别有待提升
    智能化也许是众多安防业内人士提及最多的一种技术方向,摄像机、视频服务器等监控设备、智能家居设备、防盗报警系统等多种安防设备都有朝这个方向发展的趋势,而且实现的方式基本上一致,均是将IVS等智能化模块内嵌入这些设备的核心芯片上,或者将这些设备的芯片植入智能化的算法来实现产品的智能化功能,嵌入式DVR产品也不例外。对于智能处理模块的实现,德加拉(成都)数码科技发展有限公司的技术经理谢健表示,目前智能化处理模块是嵌入式DVR实现智能功能的较好方式。一些专业化智能算法提供商已经可以提供可用于嵌入式DVR/DVS的智能模块/处理器,嵌入式DVR只需要驱动此设备,进行相关设置,便可使其获得智能处理能力,并通过GPIO等接口接收检测结果。这样一方面降低了开发难度,另一方面可以获得专业的检测效果,当然费用是一个问题。不过目前的嵌入式DVR智能化功能并不全面,据北京蓝色星际软件技术发展有限公司的副总裁许志斌表示,嵌入式DVR能达到的智能化功能主要用于异常人脸的识别、遗留物检测、绊线、低照度场景图像识别、监控场景人数判别、特定警戒线保护、物品丢失检测等等。那么,对于智能化应用需求,深圳市同为数码科技有限公司的产品经理叶飞雄表示,虽然目前的技术并不足以达到规模化的商用要求,但是它仍在车牌识别、小区、道路监控、银行ATM机等应用场所发挥了广泛的作用。此外,蓝色星际的许志斌还补充道:“像部队、警察局、岗哨、弹药库等重点场所也有较大的需求。”

    浙江大立科技有限公司的技术经理陈贺表示,目前智能化DVR更多地向专用化方向靠近。例如,纯粹针对ATM机来完成存储任务的嵌入式DVR开始出现,这种ATM机的DVR产品能够对取款人是否是正常人脸实现智能的辨别,一旦有人故意戴着墨镜、帽子等物品来遮掩脸颊,那么嵌入式DVR便能识别出来并且发出信号启动录像来完成监控,同时还能立即抓拍一张视频图片和启动联动信号,将可疑人物的图片自动传给监控人员,这将有助于现场保安对可疑人员迅速地做出判断。此外,另一种结合人数统计适用于大型超市的嵌入式DVR将为管理者提供便利,它能每天都能自动制作一个顾客进出人数的统计报表,或者针对某个货架进行人流量统计比较,这一智能功能将大大帮助管理者有效地安排超市销售人员的位置。浙江大华技术股份有限公司的产品经理石松表示,地铁、电信营业厅、机场等重点区域、场馆,人流量较大地方的遗留物检测报警等都有智能化嵌入式DVR产品的应用需求,除了这些,监狱周界检测、翻墙报警的专业化嵌入式DVR都将在各自领域发挥出重大的作用。

    综上所述,虽然目前的智能化嵌入式DVR为实际应用解决了很多难题,但是它的智能化发展并不全面,目前的嵌入式DVR只是具有简单的运动检测、报警功能,还不具备目标识别、行为理解、事件识别等能力,而真正要起到安全防范作用仍需要人去实时观察、分析图像,从而得到场景的安全性评价,因此目前的嵌入式DVR还有很多面临改进的地方。除此之外,蓝色星际的许志斌还分析道,嵌入式的智能化技术还面临着两个困扰其发展的难题,一是在现有技术上如何做到辨别准确、减少误报,从而保证稳定的判断,另一个是智能化的成本很高,其智能化的核心芯片价格昂贵,限制了嵌入式DVR产品向智能化方向发展。因此,嵌入式DVR的智能化发展并非一片坦途。

高清显示需求增大
    由于犯罪分子的破坏活动依旧猖獗,而公安、银行、平安城市等高端行业的用户对视频监控图像的要求也随之变得越来越高,清晰度逐渐成为他们选购安防产品的最主要因素。安防制造(中国)有限公司恒亿事业总部的技术支持部经理葛军强表示,高清显示对于视觉上的冲击是很大的,[nextpage] 显示的高清化可以为客户带来更加清晰的监控。随着高清电视、监视器的普及,高清的需求也逐渐增大。北京汉邦高科数字技术有限公司的技术总监杨晔也认为,高清是未来嵌入式DVR发展又一趋势,像许多平安城市项目中,由于存储的图像资料回放的效果清晰度不好,导致很多图像画面只能够看到作案的人,却看不清犯罪人员的面貌特征,因此对后期的追踪查证非常不利。

    而对于高清视频图像有较大需求的平安城市、银行、公安等高端行业,他们资金充足、带宽限制较小,一旦高清化的实现,对于后期的图像取证将有非常大的帮助,因此,高清化发展迫在眉睫。

    目前嵌入式DVR主流的图像清晰度能达到录像回放D1(720×576)图像效果的实时监控。而一旦达到高清的话,那将使图像达到至少720P(1280×720)以上的图像效果,但是嵌入式DVR现有的D1处理芯片难以满足需求高清图像的处理需要。对此,德加拉的谢健表示,实际上,目前很多芯片厂商最新推出的芯片已经能够满足高清的处理能力了,例如:海思3511和TI365芯片都能达到720P图像的压缩能力,这样的话就使得嵌入式DVR产品有实现高清压缩的可能性。

    实际上高清化需要依托于压缩芯片的编码来实现,目前主流的编码压缩技术是H.264,它完全可以实现高清视频的编解压缩;虽如此,但H.264压缩技术还是存在着一些内在的差异。大立的陈贺表示,同样是H.264压缩标准,实际存在着几个不同的等级,按照压缩算法的实现难度来分,H.264算法可以分为Baseline Profile、Main Profile、Extended Profile和High Profile四个不同的等级。其中H.264 Baseline Profile的算法复杂度是MPEG-4的2倍左右,H.264 Main Profile是MPEG-4的10倍以上,High Profile复杂度最高。表现在压缩码流方面就是:Baseline低于MPEG-4 10-20%,Main Profile低于MPEG-4的一半,High profile则更低。因此,嵌入式DVR的高清图像压缩更多会采用H.264中的High profile技术。当然,法庭、银行ATM机等特殊行业用于调查取证的图像资料还是会以M-JPEG压缩格式来实现,而且它的实现方式也比较灵活,如在ATM机的取款时,只要嵌入式DVR检测到取款人较为可疑,便以告警的方式通知ATM机来拒绝取款交易,并且同时启动录像抓拍,以M-JPEG格式的清晰图片作为后备取证资料。

    H.264压缩技术为高清的发展扫清了障碍,但是高清化发展在嵌入式DVR的传输过程中存在着带宽不足的难题,由于传输的图像要达到高清的要求,这就使得嵌入式DVR要保证高清图像的传输,这对目前现有的网络带宽环境来说是很难满足高清传输需求的。不过或许通过双码流技术可以很好地协调这个问题,实时本地存储的图像可以采用高清的格式,而传输到后端监看时则选用D1或者CIF的格式,倘若有报警需求时,可以通过客户端远程回放该段视频,或者将该段具有报警图像资料的视频单独调用传送到后端,这就避免了所有视频资料均采用高清传输带来的带宽压力,从而使得中心管理达到灵活调配。

    对于高清显示的应用领域,大华的石松还补充道,公安、机场、银行等高端行业有较大的应用需求,上海世博会就对视频监控的高清显示有着巨大的需要。大立的陈贺也表示,高清显示的嵌入式DVR还应用在监狱里,尤其是某些特别重要的地方,比如说围栏、周界等。因此高清化的显示将是嵌入式DVR未来的又一个前进方向。

网络功能日益拓展
    说到网络化,嵌入式DVR产品不得不面临带宽传输不足的严重考验,而网络化又与高清化的需求有着较大的矛盾冲突,随着网络化的视频监控需求越发扩大,带宽传输的压力则更为严重,因此后端的高清显示则显得更加困难,所以网络化与高清化两者间的矛盾较难协调。这种矛盾的不断激化将迫切需要更大的带宽来带动其发展,因此3G网络的呼声将会变得更高。武汉恒亿的葛军强表示,嵌入式DVR的网络化其实应该是必备的功能,相当于标配。而主要的强化在于以下几个方面,一个是3G手机监控,标准视频的接入。现在的手机能支持的性能大部分都是QCIF的图像,3G流量增大后可以采用CIF的尺寸。然后当前DVR不少采用标准的H.264,节省了码流,而手机客户端也可以采用手机自带的软件,非常方便。另一个就是IP camera的接入,也就是成为混合型的DVR,主要是应对IP化,但是这样对于主控芯片的存储要求和带宽的要求也有很大的提高。[nextpage]

    对于网络化所催生的3G手机监控,同为的叶飞雄表示赞同,他谈道,网络化的推广将使嵌入式DVR产品与手机的联系更为紧密。目前,在嵌入式DVR的帮助下手机监控已经不再是幻想。只要GSM手机与网络连接保证网络的畅通,在嵌入式DVR厂家提供的客户端界面上,输入他们提供的IP地址后即可实现实时的监控,甚至可以对前端摄像机进行管理;或者通过安装播放软件的方式来连接嵌入式DVR的监控界面并解码播放,从而使得监控更加方便。最有代表性的手机监控应用场所就是幼儿园看护。德加拉的谢健谈道,学校、幼儿园的看护十分必要,家长如果想随时看看孩子在幼儿园或学校的情况时,就可以很方便地通过手机上网,接入学校、幼儿园嵌入式DVR的实时监控画面或录像,这样就能迅速地掌握孩子在幼儿园或学校的状况。此外,公司的领导也可以通过手机的方式来监看员工的情况,这样便能有效地发挥网络化带来的好处。虽然手机监控非常有效,但其技术瓶颈也相当明显,同为的叶飞雄再次表示,由于目前2.5G的网络带宽使得手机监控的传输画面较小,帧率较慢,因而传输的数据很少(只能传QCIF图像),使得画面流畅度大大受损。而一旦3G的实现,D1的传输画面都将成为可能,这样将大大缓解带宽的限制,促进网络化更加快速地发展。

    除了3G手机监控以外,混合型DVR(Hybrid DVR)是不得不谈的另一个话题,随着高清化和网络化的发展,嵌入式DVR的作用似乎大打折扣,而且“NVR是DVR的终结者”的论断又将其推上风口浪尖,正如一些行业人士所说,只要前端采用高清的网络摄像机后端直接接入NVR产品就可以完成高清的网络传输了,即使前端是旧系统中的模拟摄像机,而只需加入网络视频服务器来进行数模转换之后也可以直接连接NVR来完成剩下的传输工作,这种IP Camera+NVR的系统架构完全将嵌入式DVR产品排除在外,所以嵌入式DVR的变革势在必行。因此,混合型DVR的出现或许是嵌入式DVR自救的趋势表现,它能有效地兼容模拟摄像机和网络摄像机的多种前端监控设备,统一将各种视频信号收入旗下,然后传输到后端平台供监控所用。同为的叶飞雄认为,混合型DVR不同于传统的信号传输模式,它可以接入半模拟半数字的信号来完成传输及监控,方便了IP化进程的视频监控发展,这种产品可以在平安城市的大范围监控中发挥出巨大的作用。

    蓝色星际的许志斌表示,目前嵌入式DVR的网络化进程还受到一些外界因素的干扰,除了网络带宽以外,网络租金的昂贵也是用户们不得不考虑的因素。因此,嵌入式DVR的网络化要完全普及还有待发展空间的拓展。

结语
    总而言之,嵌入式DVR的未来发展之路会向智能化、高清化和网络化三个较大的方向逐渐推进,或许会受到智能识别技术瓶颈、网络带宽、高清压缩技术的限制,但是在科技不断发展的前提下,嵌入式DVR必然会找到一条适应自己的发展道路,找到需要它的应用场所。

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