看过电影《黑客帝国(The Matrix)》的朋友一定会对那些无处不在的监控器产生深刻印象,它们不仅可以随时发现感兴趣的活动,还可以传送现场图像。
感知千里之外发生的事件并亲眼观看事件发生的过程,自古以来这就是人类的一个愿望。
数字视频监控系统DVS(Digital Video Surveillance)的飞速发展正在将人类的这个愿望变成现实。成千上万的传感器和摄像头分布于各个角落,随时捕捉着令人感兴趣的事件并传回现场视频图像,这就是大规模数字视频监控系统LDVS(Large-scale DVS)为我们描绘的景象。更大的规模,更高的智能,随着信息技术(IT)的引入,一切都成为可能。
进入二十一世纪以来,视频监控产品在市场和技术两个方面都呈现快速发展。在市场方面,多种因素刺激了需求,其中包括:产品售价的快速下降,新技术的不断出现,宽带网络的普及,恐怖活动的增加,企业和政府部门对业务管理的要求的提高,等等。在技术方面,数字化使得IT技术得以迅速应用于传统的监控系统。信息技术正在给视频监控带来翻天覆地的变化。
一、 视频监控系统的发展历史视频监控产品可以分为三个阶段。上个世纪70年代开始流行的闭路电视系统CCTV(Closed Circuit Television)是第一阶段,90年代开始普及的硬盘录像机系统DVR(Digital Video Recorder)是第二阶段,本世纪开始普及的数字视频监控系统DVS(Digital Video Surveillance)是第三阶段。
CCTV与DVR的主要区别是视频的存储设备,前者是用磁带,后者用硬盘。采用硬盘的主要好处是易于检索视频文件,易于保存视频。
数字视频监控DVS的概念比较模糊,很多厂商号称自己的产品是数字的,其实,只是部分数字化。从视频信号的采集,到传输、处理、存储和展现等,数字化可以体现在各个环节。传统的DVR仅仅实现了存储的数字化。典型的DVS是现在比较普遍的网络摄像机,又称为IP摄像机。这种摄像机采集的视频是数字的,通过一个内置的web服务器接收客户端的控制信号,并利用HTTP协议在IP网络(例如,Internet)上传输视频图像。网络摄像机接入Internet后,用户只需通过浏览器就可以方便地访问它。
二、 视频监控系统的未来:大规模、高智能,以及与其它应用整合传统的企业IT应用都经历了一个小规模和“信息孤岛”的阶段。随着企业规模的不断扩大,应用的规模也不断扩大,信息孤岛也要通过网络连接起来。视频监控也不会例外,必然会走大规模和网络化的道路。
当传感器和摄像头从几十个增加到几百、几千,甚至上万个的时候,就会带来许多新的需求和问题。
2.1. 太多的摄像头,太少的眼睛我们首先会想到的问题就是如何查看这么多的摄像头。
一般来说,一个人可以有效监管的视频路数最多不超过6个。当摄像头达到数以千计的时候,任何监控部门都不可能靠增加人力来解决工作负载。
另外,摄像头的爆炸增加不仅给实时监控带来麻烦,也给存储的海量视频数据的利用带来困难。
提高系统的智能化是将安全人员从屏幕前解放出来的有效途径。基本思路是:当感兴趣的事件发生时才需要调动安全人员的注意力,这样,他们就不用一直盯着屏幕了。在安全防范领域,这些事件就称为报警事件。智能化体现在报警事件的产生机制上,比如,移动侦测,车牌识别,人脸识别等。报警系统由传感器,探测器和这些智能识别系统组成。
报警事件可以用来索引存储的历史视频文件,通过事件可以方便地定位到事件发生时候的视频图像,可以大大缓解调阅历史视频的负担。
2.2. 太多设备,人工管理太麻烦大范围分布的、大量的视频前端设备,比如摄像头和传感器,给设备的维护带来了困难。几十公里之外的一个设备不工作了,也许只是一个小小的故障,只需重新启动就可以排除了。你将怎么处理这个设备的故障呢,到现场去检查?
大规模监控系统要求设备有较强的自我恢复、自我管理能力。设备必须能够实时地报告自己的运行状态,及时发出故障通知,并使得维护人员可以通过网络远程地诊断和修复故障。
2.3. 网络太复杂,防火墙太麻烦视频监控系统必须充分利用现有的Internet基础设施。因此,系统首先面临的问题就是如何通过防火墙和地址转换器(NAT)传输视频流和控制信号。其次,不同的网络,其带宽也不同。
对不同的网络环境要有不同的视频传输解决方案。
2.4. 太多不同厂家的产品和技术不同的视频编解码标准,如MPEG2, MPEG4, H.264, MJPEG等,不同的传输协议,如HTTP, TCP, UDP, RTP等,不同的设备控制协议,不同厂家的摄像头,不同厂家的报警箱,这些差别必须对用户透明,就是说,用户应该感觉不到这些差别。将不断出现的新的技术集成到系统中来,以便于为用户提供最好的解决方案。
以上说的是将新技术集成到视频监控系统中,另一方面是将视频监控系统与其它的系统集成,如交通管理系统,市政管理系统,等等。对许多现代管理信息系统来说,视频监控是不可或缺的组成部分。
通过开放的监控系统平台可以方便地整合各种新技术(向内整合),同时,便于其它的管理信息系统整合数字视频监控系统(向外整合)。
三、 数字视频监控系统的应用数字视频监控系统不仅用于安全监控,而且可以用于业务管理。一张照片或一段视频所发挥的作用往往是文字和数字所无法替代的。
l 自动抓拍违章车辆的车牌,并识别出车牌号码。
l 识别停车场的异常情况,比如,行人在停车场逗留时间过长,并大范围游荡;车辆在停车场停放时间过长;停车场内超速,等等。
l 在公共场所和交通要道口,抓拍、识别人脸特征,对比罪犯照片;识别异常人体动作;发现人群异常拥挤情况、车辆拥堵情况。
l 在商场内,统计顾客购买行为,以便于市场调查。
l 老板在北京的办公室,甚至家中就可以查看分布于全国的连锁店是否在按照业务规范进行经营。
l 当顾客对服务进行置疑时,可以方便地调阅当时的视频图像。
l 当业务出了差错时,可以通过查看视频图像查找原因。
l 有人进入了你的汽车,报警信息和视频图像会及时发往你的手机。
总之,随着监控技术的不断进步,在任何时间、任何地点,发生的任何事情,你都能够及时知道并看到。