2014年我国安防视频监控行业的技术水平现状及技术发展趋势分析【原创】

   安防视频监控行业技术面覆盖广，涉及现代计算机技术、集成电路应用技术、网络控制与传输技术和软件技术等多方面高新技术，更新发展速度快，具有明显数字化、IT 化特点。我国安防数字视频监控行业经过十多年从无到有、从小到大的发展，技术和产品已经逐渐成熟，少数主流设备供应商在部分领域的核心技术和研究成果已经达到国际先进水平。其核心技术分为以下几个方面：

    1、摄像机算法核心技术

    摄像机关键处理算法包括自动曝光算法、自动白平衡算法、自动聚焦算法、宽动态算法等。优良的处理算法可以实现更好的色彩还原，使所采集的图像更加逼真，在低照度和光线变化较大的情况下使监控场景的视频有更好的表现。

    在传统的模拟摄像机核心算法上，日本企业具有垄断优势。进入数字化高清时代，基于CMOS 感光芯片的核心算法已经突破了垄断壁垒，形成了群雄并举的态势，给予了中国视频监控厂商在摄像机领域参与竞争的机会。拥有自主研发的3A 算法、宽动态算法的国内厂商可灵活应用各种类型的感光器和不同厂家的主处理芯片，开发出图像质量上乘、环境适应性好、性价比高的摄像机。

    2、数字音视频编解码技术

   视频编解码技术是数字视频监控中的核心技术之一，在IP 数字摄像机和数字硬盘录像机中广泛应用的是H.264 音视频编码国际标准算法。H.264 音视频编码算法知识产权由美国MPEG LA 组织按统一标准授权使用。我国制定了AVS和SVAC 音视频编码国家标准，正在逐步推广应用。编码算法的优化和单芯多路视频编码技术决定了产品图像质量、集成度、可靠性和成本，目前最高可以实现单芯三十二路视频编码。音频编码方面采用G.722.1、G.723.1、G.711 等多种算法。

    3、嵌入式系统技术

    嵌入式系统是目前数字视频监控产品采用的主流模式。嵌入式系统技术是综合集成技术，除了视频编解码和数字视频处理技术外，嵌入式系统基础核心技术还包括嵌入式系统体系结构设计和嵌入式操作系统这两项核心技术。应用技术方面为嵌入式图形交互系统、可靠存储技术、网络技术、模数混合电磁兼容性、系统可靠性设计等多项技术。

    4、数字视频光纤传输控制技术和网络传输控制技术

    光纤是一种高带宽传输介质，相比于其他传输介质，光纤具有传输带宽大、成本低、传输距离远等优势。光端机可以将所传输的图像、语音或数据信号进行电光、光电转换，实现各种信号在光纤中传输。目前传统模拟视频光端机已经成熟，特别在道路交通行业得到了广泛的应用。光端机采用波分复用、时分复用技术，可以在一芯光缆传输多路视频。高清视频监控对光传输提出了新的需求，成为了目前技术研究的热点。

    数字监控的优势之一是网络化监控。数字监控系统基于局域网、广域网、无线网、2G/3G 移动网的流媒体技术，能够支持跨平台、跨地域的视频互通和控制。

    在此基础上的网络传输控制技术（包括误码适应技术、数据加密技术等）保障了数据传输的安全可靠，实现不同网络环境互联下的实时流畅的音视频传输。现在广泛应用的IPv4 技术面临地址空间不足，存在寻址方式局限、组播功能支持有限、安全性较低等缺点，以IPv6 为代表的新网络协议技术可解决现有IPv4 地址的缺陷，并有效支持不断发展的视频数据实时传输技术。

    5、智能视频分析技术

    智能视频分析技术是实现监控模式从事后追溯到实时预警转变的关键技术。在数字化的基础上，对视频进行分析、筛选、比对等功能正逐步被开发应用，并针对具体行业需求形成一些具备行业特征、在特定环境下使用的智能化视频监控产品。

     通过对视频信息的实时分析提取到监控环境中有价值的信息，从而实现对紧急事件的快速应对。视频分析使得事先剔除大量冗余数据成为可能，将大大节约网络带宽和存储成本。智能设备对设定条件的主动报警能避免以前依赖人眼所带来的不安全因素，使得大规模集中监控实时预警成为可能。智能视频分析技术可应用于人数统计、人群密度分析、人脸检测、行为识别、物品取走与遗留、车牌识别、交通流量分析等方面。

    6、系统安全稳定技术

    监控产品的特征是24 小时、365 天运转，应用场合较为复杂。系统容错技术、自我诊断技术和故障恢复技术保障系统的高可靠性运行；外接接口适应和保护、抗电磁干扰、电网波动适应等技术提高产品的环境适应性；专用文件系统用于保障监控系统长期运行无硬盘碎片和异常断电数据的安全；硬盘休眠技术、硬盘状态检测技术降低系统功耗，延长硬盘寿命，保障系统稳定和数据的安全。

    安防视频监控行业技术发展趋势

    产业信息网发布的《2014-2019年中国视频监控设备行业市场全景调研及发展前景研究报告》显示：我国视频监控行业的技术发展趋势以市场为导向，快速增长的市场带来的多样化需求决定了产品的细分化和个性化特征，行业技术的发展呈复杂、发散状态。总体而言，行业主流的技术发展趋势为数字高清化、集成定制化、网络化、智能化。

    具体情况如下：

    1、数字高清化成为新热点

    为了提升监控图像质量，视频监控系统正从标清向高清转化，传统模拟摄像机在提高清晰度方面存在先天技术瓶颈，数字高清摄像机及配套的高清硬盘录像机成为系统提升的关键突破口。2012 年至2016 年数字高清摄像机市场复合增长率将达到44.40%，到2016 年将达到14.52 亿美元。到2016 年，安防视频监控摄像机销售中高清摄像机销售量将占40%以上。高清摄像机的增长会积极带动高清硬盘录像机的增长，两者结合形成的完整高清解决方案将迅速成为市场新热点。同时，高清化不仅仅是简单的图像质量提升，由于技术升级带来的变化将对行业上下游产业链带来积极的促进作用，加速行业的全方位提升。

   目前存在两种主流的数字高清技术方案：基于IP 的网络摄像机方案和基于HD-SDI 的高清数字摄像机方案。IP 方案具有传输距离不受限制、应用环境适应性强、成本低的特点，更易在网络基础好的环境普及；HD-SDI 方案提供无压缩、无延迟的图像传输，与传统监控系统更易兼容，适用于要求图像质量高、实时性强的传统高端市场和专业监控市场，HD-SDI 提供的无损图像，更利于智能视频分析。两种方案各有特点，互为补充，预计将会长期并存。因HD-SDI 技术出现时间较短，应用IP 方案的厂商相对较多。

两种方案的应用特点对比

  资料来源：产业信息网整理

    2、行业集成定制化趋势明显

    数字化平台基础使得提供行业定制、整体解决方案等新兴应用发展迅速，通用监控产品已不能满足市场需要，针对不同行业的个性化需求，开发出适合不同市场需求的定制化产品将成为新的趋势，用户越来越需要一站式服务、交钥匙工程。定制化的视频监控安防系统不仅包括传统的门禁系统、消防系统、入侵报警系统等安防子系统，还包括基于行业的业务子系统，如工业生产安全、企业运营效率、企业增值服务等系统。此类具备明显行业特征的综合视频安防管理系统将帮助用户建立起完整的企业安全系统，使用户更方便地管理安全，定制化的综合安防管理系统在安防应用市场将成为主流。

    3、网络化系统成为主流

    视频监控系统的全面数字化奠定了网络化的基础，网络化的普及意味着系统结构将由集中式向集散式系统过渡。集散式系统采用多层分级的结构形式，组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错性、可靠性高等优点。系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量限制。

    4、智能化技术正逐步成熟

   智能化技术包括数字音频智能分析技术和数字视频智能分析技术。数字音频智能分析技术包括对环境中的声音特征和声强变化进行检测并分析，根据环境声音的特点，判断出是否有设定声音类型异常现象的发生。识别人声、玻璃破碎、刹车、金属撞击等特征。数字视频智能分析技术包括以下几个方面：运动目标的检测和跟踪、运动目标的分类、运动目标的识别、运动目标分布密度的统计；到具体应用层面可实现人脸检测和跟踪、人脸识别；烟雾检测、火焰检测；车牌识别、车体速度检测等等。

    智能化发展将针对各个行业形成不同应用类型的产品，未来应用市场十分广阔。智能化产品具有明显的行业应用特征，面对不同行业开发适用的定制化产品是各厂商的关键任务。目前的智能技术水平尚不能实现完全自动化，只能为安防工作人员提供辅助性帮助，提高处理效率。智能化技术发展尚存巨大发展空间，特别是在降低误报率、提高探测准确性和提高复杂环境适应性等方面。