視頻監控發展趨勢和方案比較自從美國911事件以來，全球視頻監控系統的需求越來越強勁。在國內有關部門推出了“平安城市”項目后，中國的視頻監控市場也開始起飛。特別是2023年北京奧運會、2023年上海世博會更是大力推動了中國視頻監控市場的發展。據市場調研機構的數據顯示，近幾年全球視頻監控市場的年復合增長率接近10%，而中國市場的增長率更是在20%以上，預計2023年，全球視頻監控市場規模將達到410億美元。發展趨勢在市場的快速發展的同時，相關視頻技術也不斷升級，視頻監控技術與市場呈現了以下幾個發展趨勢：從CCTV到DVR再到NVR傳統的模擬閉路電視視頻監控(CCTV)，進行實時的錄像，需要大量的磁帶進行記錄，分析管理不方便，市場份額正在逐漸被數字視頻監控(DVR)吞食。數字視頻監控，因為對輸入的模擬視頻信號進行了數字化處理，后端可以方便地對圖像進行處理――降噪、縮放、OSD、壓縮等等，大大減少了對存儲空間的需求，降低了成本，也為視頻智能分析提供了基礎。網絡視頻監控(NVR)是在DVR的基礎上，加強了網絡功能，可以方便地實現遠程管理和遠端存儲。隨著網絡基礎設施的升級，NVR正獲得迅猛的發展。從CIF到D1再到HD隨著視頻處理芯片能力的增強，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，數字視頻監控產品的分辨率正在升級。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。而一些高端產品，已經開始支持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用需求，如工業/醫療圖像識別。更高的圖像分辨率，意味著更大的存儲空間需求，也為圖像識別、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備4/8通道提升到8/16/32通道。視頻監控+網絡存儲隨著視頻監控市場的繁榮，也帶動了存儲產品市場的發展。過去，網絡存儲產品主要配合服務器用于運營商和企業的數據備份。現在，一些行業應用對圖像分辨率和保存時間提出了更高的要求，傳統的存儲陣列產品也開始逐漸引入到視頻監控的應用中來，其提供的RAID功能，保證了數據存儲的可靠性和安全性。智能監控更廣泛的視頻監控應用，帶來視頻數據爆炸式地增長，靠人工手動查驗變得越來越困難。互聯網絡的發展，開啟了信息爆炸的時代，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，智能監控是視頻監控發展的必然趨勢。在將來的某一天，也許我們輸入幾張嫌疑犯的照片，就可以借助人臉識別和人體特征識別技術，并通過龐大的互聯網相連的視頻監控網絡，搜索出可能的嫌疑犯出現過的位置和視頻信息。當然，這有很大的難度，但是，很多前沿的公司正在朝這個方向努力。而且，現在的智能監控產品已經在一些方面取得了可喜的成績，如車牌識別、人臉識別、越界報警、目標跟蹤、可疑物報警、人頭數量統計……依據其不同的工作原理、視頻數據傳輸和處理方式，數字視頻監控分為網絡視頻攝像機(IPCAM)+網絡存儲、基于PC的視頻采集以及嵌入式DVR/NVR三種方案，每種方案針對不同的應用環境都各有優勢，以下是三種方案的比較:IPCAM+網絡存儲該方案的優點是部署靈活、方便，缺點是當前主流方案中的單位通道成本較DVR/NVR高。網絡視頻攝像機IPCAM可以通過以太網口上連到NVR設備，也可以直接上連到網絡存儲設備。前者適合組建小的監控網絡，IPCAM作為NVR的一種補充；后者適合完全由IPCAM來組建大型監控網絡。IPCAM系統框圖如“圖1”，攝像機如果是模擬信號輸出，則需要視頻解碼器將信號轉換成數字信號，送給后端。視頻處理器對視頻信號進行處理、壓縮，并包裝成以太網包送出。系IPC搏AM的發展收方向將是進肺一步降低成洪本，并加強盞智能監控的掙功能。可以閑把視頻處理恥器的功能做憶得更強大，捆將攝像機功見能集成進來氏，由視頻處考理器直接對板Image千sens迎or輸出的尿信號進行處壇理。這樣，媽就可以省掉神攝像機中進究行前端處理講的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應現IPCA逼M。丸網絡存奇儲產品的系同統框圖如“云圖2”，由揉以太網交換怒機對IPC艱AM的數據駱進行匯聚，番通過千兆以辱太網口將數等據傳送給網脾絡存儲設備烘。這種方案建中的處理器鑒通常是性能賓比較強的處梳理器，如多紹核x86、脫Power燦PC、MI元PS都有使塑用。這個級虧別的處理器學，通常帶多菠組揭PCIE秤xpres遍s接口，提駕供高帶寬的尖外設接入。贈RAID處怕理需要做大俗量的XOR訪運算，如果濃由處理器直熄接來做處理子，會大大增槍加處理器的歷負荷，系統零規模也就不散可能做大。臣所以，通常侍會使用專門赴的RAID倉協處理器。鏡硬盤擴展(刮HDDE吳xpand旋)部分，是秘用于將外接乒硬盤的數量綢擴展到十幾悟個、幾十個噸甚至上百個客。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Expan缺der。販當前的RA秩ID協處理罷器、SAT損ACon哪troll揀er和SA營SCon單troll旅er多為P本CI-X接鋪口，為能實數現與處理器療的PCI紫Expre采ss接口實衣現互連，就怪要用到一個漂非常重要的標橋接芯片，頃實現PCI帆Expr次ess到P宣CI-X的月接口轉換。雅Peric器om趴公司的PI捷7C9X1粉30，實現咬了PCI恢Expre陵ssx4愁到PCI-浸X64b谷it@13諒3MHz的顫轉換，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模式時眠，可以擴展臟6個PCI數設備。該芯燈片也被用于之實現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，波即可以實現融從PCI-豆X到PCI詳Expr頁ess的橋倆接，當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接震口的外設時駝，就需要工翅作在此種模棍式。慨基于背PC碌應用的視頻辮采集卡周視頻采抄集卡的優點督是配置簡單賊、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價坡錢越來越便暫宜，性能也豪越來越強，久基于Win嫌dows和停Linux舟操作系統，志有更多的軟旗件資源支持驅，使得產品鹽開發變得更宇容易。這為聚智能監控功屈能的開發提材供了極大的敢便利。視頻擦采集卡的缺開點是，如果蛋客戶要為采購集卡新配置答PC，那么僚，計算上P拴C的成本，赤視頻監控怎單位通道成伍本將較之D穗VR/NV里R高。辰視頻采鎮集卡分為兩癢種，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來泡實現視頻數火據的處理和播壓縮，糟而軟壓卡遮只實現視頻引數據的采集誓，處理和壓堵縮都由PC錢的處理器來放實現。所以脾，硬壓卡對式PC處理器戰的耗用較少晨，數據壓縮爹后傳輸，占羽用傳輸帶寬醋少；上而軟壓卡闖的所有負荷孝都在PC處披理器上，原耍始數據進行進傳輸，占用分傳輸帶寬大親。就單卡成亮本而言，硬劍壓卡的成本識遠借高于軟壓卡象，但單卡通亂道數可以做磚得更多，對配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。雖然現在海PC價錢非灶常便宜，性品能也足夠強吧，但是最便余宜的PC也占還是比筍嵌入式濁的處理器貴結。所以，硬襯壓卡的市場興份額有可能絡逐漸禁被軟壓卡真和DVR/籌NVR蠶食卸。熊當前，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Hz，無法丟實現8路D務1的原始數灑據傳輸；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s的視頻采頁集卡在逐漸指流行起來。旬硬壓卡號功能框圖如盼“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，澇為了單卡實搏現多個通道處，需要掛接繼更多的PC反I設備，如痕圖所示的D松SP/AS火IC或視頻挑解碼器，故享需要進行P宰CI總線的挪擴展。館Peric格om臟公司的PI薦7C815畢2是完全透殘明的PCI針橋，可以擴撇展4個PC牲I設備，用揀于硬壓卡；劑PI7C8干150，可傻以擴展9個付PCI設備主，用于凱8路軟壓卡壇；PI7C鼓8140，燒可以擴展4濱個PCI設勾備，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更是規專門為視頻朽監控應用量剖身打造，已害經成為PC年IExp技ress視擋頻采集卡應哈用的必然選只擇。梨PI7例C9X11陰1SL和P飽I7C9X渾112SL捷專為視頻監佛控應用進行敲了優化，支終持512B躍yte的“拳MaxP陪ayloa袍dSiz竊e”，PC粱Ito遠PCIE反xpres知s進行up不strea乓mmem注oryw告rite的來實際測試，喚當PCI工恭作在沫32bit爭@33MH唉z備時，數據傳敲輸率高達1復20MB/游s；當PC愛I工作在押32bit描@66MH憂z吩時，數據傳述輸率高達2月30MB/增s，完全燈滿足軟壓卡進單卡實現8止路D1的應襖用需求。妖PI7宵C9X11勵1SL可以足擴展4個P繡CI設備；秋PI7C9汽X112S奴L可以擴展還8個PCI皇設備。兩款陜芯片采用同地樣灶的封裝，客舉戶可以方便碑地實現4路淺卡和8路卡污的兼容設計碗，共用一個種PCB。封或裝為14*樹14mm的促128L廚QFP，方字便客戶焊接醉、調試。較浩之BGA封列裝，減小了脹設計難度，仆可以使用更證少的PCB域層數，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，即可以麗實現PCI有到PCI涂Expre卷ss的橋接鞠，當處理器珍提供的接口誕是PCI，酬而需要掛接沿PCIE蜻xpres裹s接口的外朽設時，就需送要工作在此餡種模式。屬少數視貧頻解碼器提約供PCI哀Expre李ssx1狂接口，雕Peric絲om帖公司專門為險監控市場提夜供了低端口訴數的PCI蝕Expr還essP項acket利Swit鳳ch，實現往PCIE米xpres丟spor饞t擴展。應秩用功能框圖繭如“圖5”紛，常用型號哄如下：毫嵌入式半DVR/N招VR預嵌入式走DVR/N估VR功能框等圖如“圖6躺”，和“P錫C+硬男壓卡”的應四用非常類似么。堤嵌入式正DVR/N討VR因為采踢用集成外設否接口、性能阻適中的低成巾本嵌入式處氣理器，使得章視頻監控忌的單位通道販成本大幅降慢低，系統功倘耗也大幅下寶降，契合當篇前“綠色環猜保”的產品貧理念。因為什是一個封閉描的系統，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嚴操作系統，買如果想通過桌shell墾comm特and來進必行配置、管改理，對終端都客戶會是非悔常困難的一暖件事情。所遠以，必須要肯開發簡單、唱易用的管理牧軟件。再者仰，當前的嵌躍入式DVR駕/NVR產錄品通常