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数字硬盘录像机未来漫谈

作者:[ sunhill]    点击量:[ 2773]    更新时间:[ 2013-01-24 09:57:01]  

摘要:智能监控是DVR的一个新兴应用。它通过识别判断图像中目标的异常行为或轨迹来触发DVR主机端报警,同时触发相关联动。在现实生活中,智能监控已发挥出巨大的优势,但缺点是现在较成熟的仍仅限于只能识别几个模式化的异常场景...

 

DVR的清晰度在D1徘徊多年后,终于开始向1080P进发,当前在高清DVR领域炙手可热的是HD-SDI方案。虽然在视频信号的物理连接上,HD-SDI DVR和传统DVR同样使用BNC接口和75Ω同轴电缆,但传输逻辑和内容完全不一样。传统DVR处理的是模拟信号,而HD-SDI DVR前端接收的却是数字信号(SMPTE 259M 标清、SMPTE 292M 高清、SMPTE 372M 双通道高清、SMPTE424M 单通道3G-SDI)。在抗干扰方面,数字信号无疑会更优秀一些,借助HD-SDI光端机,传输距离可达30-70km。目前受芯片编解码能力、存储成本等因素限制,初期主流机型集中在4路和8路,且整体成本和价格不菲,但因其分毫毕现的先天优势,它将逐渐被高端用户所接受,并在最后飞入寻常百姓家。

  H.264H.265

  如同对更高清晰度孜孜不倦的追求一样,人们对视频压缩率的追求也一直没有停止过——MJPEGMPEG4H.264,视频数字编解码技术不断在发展演进。在最近5年,H.264编码在视频编码领域占据着绝对地位。D1时代,一台8DVR通过H.264编码,典型码流为2Mbps,每天使用约170GB存储空间,如使用2TB硬盘,可保存12天视频数据。而如果1080P分辨率画面通过H.264编码,典型码流将为8Mbps2TB硬盘只能保存3天数据。在硬盘技术发展缓慢的今天,1080P分辨率下高码流带来的存储问题将凸显出来,虽然通过RAID技术可以得到一定程度的缓解,但相对于D1,倍增的存储成本也给1080P的普及带来了较高的门槛。所幸ITU-TISO/IEC在几年前就未雨绸缪开始准备H.265。其比H.264高出1倍的视频压缩率很是诱人,这将极大缓解1080P带来的存储压力。但4倍于H.264的运算量也给视频编解码芯片厂商带来一定挑战,预计H.265编解码主芯片也将被推出。

  4G移动网络助力

  即将来临的1080P时代不巧邂逅了4G移动网络和高清移动终端设备即将普及的时代,今年中国移动已开始在广州、深圳、北京、杭州、南京等五个城市同时启动TD-LTE的测试。TD-LTE目前的理论峰值为100Mbps,实测速度为57Mbps,结果非常给力,给人以丰富的应用想象空间。而在今年年初Apple推出了万众期待的The new iPad,使用视网膜屏,分辨率达到惊人的2048×1636。受此风向标的影响,移动终端屏幕分辨率跃升到高清水准的趋势已十分明显。与高清分辨率匹配的移动终端视频解码能力也突飞猛进。这些相关行业的技术跃升已使在移动终端上进行多路1080P高清实时监控及点播成为了可能。

  随着手机、平板等移动终端屏幕尺寸的不断增大,给设计人员提供了更大的发挥空间,现在逐渐流行的手机客户端会发展延伸成移动设备客户端,其功能将越来越完善。同时对移动设备触摸屏技术的深入研究运用,也使得用户操作变得更加简便直观,用户体验亦日趋完美。可以预见,移动客户端将无时无处不在,并很有可能接替PC客户端而成为主流的远程监控方式。当前移动设备主流的操作系统有三种:IOSAndroidWP7/8,他们会长期共存,故通常需要同时支持。使用传统的开发方式,将给软件的开发和维护带来巨大的工作量,这个问题在IOSAndroid上的著名应用软件的互相移植过程中已充分暴露出来。软件方案的跨平台性是在移动设备客户端发展中亟待解决的难点。

  智能提高监控效率

  智能监控是DVR的一个新兴应用。它通过识别判断图像中目标的异常行为或轨迹来触发DVR主机端报警,同时触发相关联动。在现实生活中,智能监控已发挥出巨大的优势,但缺点是现在较成熟的仍仅限于只能识别几个模式化的异常场景。

  谍战片中的主人公往往被塑造成机智神勇,常能轻松利用摄像头的死角,穿过层层监控,到达敌人心脏区域。现实生活中犯罪分子也常用同样方法绕过监控进行不法活动。云台只能部分解决摄像头在空间上的死角问题,却仍存在时间上的死角。

  全景360度监控可很好地解决这类问题。目前实现全景360度监控有两种方式:鱼眼摄像机和多镜头画面拼接。鱼眼摄像机是通过鱼眼镜头将其半球形视野投影到高分辨率图像传感器上,然后通过图像修正处理器对畸变的实时图像进行相应处理以符合人眼视觉习惯。多镜头画面拼接则是通过特定的图像处理算法对多个摄像头(需严格按照规则排布)拍摄的实时画面进行拼接,使画面360度连贯。这两种方式目前都已有成熟的解决方案,相信在高清时代有更广泛的应用——在空间和时间上的无死角监控,任何风吹草动都一览无遗,这一切给分析突发事件的前因后果提供有力利器。

  与NVR大融合

  目前NVR受关注度很高,被业界频频提起,并被称为DVR取代者。但笔者认为这同时也是DVR发展的一次机遇,NVR前端视频源来自于通过RJ45接口传输的已编码的数字视频数据,通过主芯片解码进行预览和回放;而传统DVR前端视频源则来至于通过BNC接口传输的模拟视频信号,通过AD芯片把模拟信号转换为数字信号,再通过主芯片编码成数字视频数据。在接下来的后端处理,两者便都是一样的了。从硬件功能角度来看,NVR只是DVR的一个子集,故DVR具备在不改变任何硬件的前提下,实现NVR全部功能的能力。并且因DVR需要同编同解,使其一不小心具备了相对于同路数NVR而言更强的视频数据处理能力——一台典型的8路支持全回放的1080P DVR改装161080P NVRNVR相对于DVR来说,只是视频源输入形式的变革及网络功能应用的革新,而非软硬件&理念技术全方位的颠覆性革命。它们以后的关系,笔者认为并非如一些业内人士所预测的水火难容泾渭分明,而是走向大融合”——最终NVRNVS等都将融合到大DVR范畴中。NVR目前具有的所有特征功能,都将逐步融入到DVR的基本功能中,如同视频矩阵、PPPOEDDNS、远程客户端、平台等功能一步步融入DVR一样。纵观IT发展史,强功能产品融合弱功能产品的案例比比皆是。例如,南北桥芯片组与多功能卡、PC与学习机、手机与MP3,虽然有些弱功能产品也一直存在,但它们的市场份额也只是因一些特殊需求而偏安一隅。

  DVR发展正处于一个重要的变革期——规格、参数、功能、应用、理念等各方面都即将迎来一场剧烈的跨代变革。这些需要雄厚的技术实力作为支撑,视频监控行业的门槛会重新提高,行业厂商将会面临新一轮洗牌。自20世纪以来科学技术一直在飞速的演进发展,或许有一天,DVR也会因其技术理念的历史局限性被其他产品所取代而最终退出历史舞台,但自它诞生之日起所被赋予的精神会继续传承——承载着优秀技术的产品将给人类带来安全和便利。

 




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