谈一谈监控技术发展趋势及衍生的新需求

    随着经济的发展，人们的安全意识不断提升，以及安全防护的使用成本与其产生的效益拉开距离，整个社会对安防的需求在不断增加，市场提出了企业大范围、远距离监控的需求，如银行跨地区联网监控。由于模拟监控存在的各种问题，通过网络将图像进行远程传输的集中监控方式应运而生。

　　传统模拟监控（闭路电视监控）一般采用同轴电缆直接传输摄像机的模拟视频信号，采用双绞线来传输其他设备的数字信号。由于监控中心不可能（也不需要）对每个前端的摄像机配置对应的监视器，所以往往需要在同一个监视器上对若干个摄像机的图像进行轮回显示。模拟信号传输到后端后，一般是通过音视频切换矩阵来切换控制各模拟信号上电视墙或单个监视器，但由于整个系统都是模拟信号传输，所以可做到画面效果非常清晰，并且可以无延时情况发生。

　　不过模拟监控系统的弊端也是明显的，由于同轴电缆传输距离短，信号容易衰减和被干扰（虽然可以传输过程中增加信号放大器，但不能改变其本质），使得该系统的传输距离被同轴电缆限定在一个小范围内，并且模拟信号管理非常不方便，使用的矩阵系统一般也就能处理简单的切换等管理，使得在大项目应用时，还要面对庞大的模拟信号的存储问题。虽然目前也有新一代的数字硬盘录像机来替代原来的VCR，解决了视频的存储问题，但其传输前端还采用模拟方式，使得模拟监控前端的存在的本质问题没有改变。

　　数字网络化集中管理应运而生

　　随着经济的发展，根据马斯洛需求理论，人们对安全需求增加，并随着安全防护的使用成本与其产生的效益拉开距离，安防需求不断增加，市场提出了行业、企业大范围、远距离监控的需求。如银行跨地区联网监控时，由于模拟监控存在的各种问题，通过网络将图像进行远程传输的集中监控方式应运而生。在数字化网络化监控方案中，摄像头前端设备出来的信号已经从数字化并经过了压缩，可以直接通过网络传输，从而解决了同轴电缆的传输距离和传输成本的问题，图像上百倍压缩的效果，使得视频监控多路传输成为可能，使得大型项目集中监控成为可能。

　　目前，随着网络技术的成熟及互联网的大范围普及，远程监控已经渗透到教育、医疗、政府、娱乐场所、道路交通、城市治安等多种领域。

　　网络化带来传输及安全技术需求

　　由于目前的网络传输技术并不是针对现在的这种恒定码流的图像传输用的， TCP/IP协议把数据打成小数据包传输，然后到目标端再重新组合，使得网络传输时产生了数据延时。众多的小数据包容易在公网中丢失，造成图像解码出错。针对网络传输视频的需求，催生了一些新技术的发展。

　　压缩算法的需求：标准化的H.264算法

　　由于网络带宽的改变是一个重要工程，根据目前的技术和运营商的情况，网络带宽的使用成本是制约大家使用更大带宽的主要因素，所以为了尽量在目前网络环境中传输更多的视频，市场对视频的压缩算法提出了要求。H.264算法以运算复杂来提升压缩质量，实现了在低码流下（包括无线传输用的码流）保持清晰完整的图像技术，并能适应各种网络带宽，为视频网络传输提供了保证。

　　网络安全传输技术的需求：加密算法

　　前面提到，数字化网络传输的方式决定了网络传输过程中，数据包容易丢失或者被截取，使得视频安全性受到挑战。一般通过计算机传输可以实现很好的数据加密传输，但是在前端设备直接接入网络，其没有计算机处理复杂加密的性能存在，很难实现网络数据的加密。

    图像完整性保证的需求：WATER－MARK技术

　　由于数字化的图像是通过数学模型算出来的，存在图像容易被修改的情况，使得整个录像证据不能被法庭采用，而失去了很多应用价值。而水印技术本来是一种很好的保护方式，但是由于算法复杂，而且增加水印算法后，会增加编码处理性能，使得现在很多场合并没有使用标准的复杂度的水印技术。

　　网络传输流畅性需求：动态码流及压缩格式变化技术

　　前面已经提过，因为现在的网络传输技术并不是针对固定视频流的传输而设计，所以目前视频在进行网络传输时，网络并不稳定，制约了我们需要的固定视频流传输的效果。而且在一些场合中，视频的实时传输是远程监控的必要条件，使得网络设备必须具备网络动态侦测环境，并动态自身调节码流和图像编码格式的功能。

　　解决方式

　　由于主流DSP处理性能的不足，不能解决上述功能需求，而高性能DSP的成本非常高，所以我们建议以ASIC的方式解决DSP处理能力不足的问题。由以上需求所提出的现存技术难点，我们得出：网络化视频传输的前端必须具备强大的压缩处理能力，并且具备计算机的一些处理能力，以方便对加密算法，水印技术等进行处理。

　　普通的ASIC芯片不具备上述能力，所以我们认为具有复杂处理能力的SOC架构的ASIC具备解决视频网络化带来的技术需求和成本矛盾。

　　ASIC SoC是一种面向特定应用的片上系统,具有高性能、强实时、高可靠、低功耗、低成本化等特点，一般具备以下特征：至少有一个以上的CPU核；具有规范的总线架构；具有RAM 资源(或片上访存控制器)；具有适量的I/O设备；具有可扩展的接口等。

　　由于SoC是面向特性应用的片上系统，结合硬件加速等技术可以实现H.264的高复杂度的算法运算，并可针对视频编码方面进行优化，实现最优化效果。SoC ASIC除了具备如处理那样的系统处理能力，同时硬件芯片的其他优点，如实现硬件加密等功能。

　　就如海思在国内推出的H.264的3510系列芯片，它就是针对视频网络化的趋势开发出来的一款SOC芯片，它采用了海思专业H.264硬件编码器和加速引擎 (可使用标准的解码器来播放)、硬件的DES/3DES加密算法等，使得该芯片克服了目前DSP运算能力不足和ASIC芯片系统不够灵活的缺点。