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2011高清元年HVR給力高清視頻

來源：互聯網 發(fā)布時間：2011/02/09
　　　從2010年北京安博會參展廠商展出的產品與行業(yè)解決方案來看，高清時代已真正來臨。長期以來，安防視頻監(jiān)控圖像的高清是用戶最核心訴求點，用戶始終強調要“看得清”、“看得細”，而只有高清才能滿足用戶需求，實現價值最大化。
　　2010年，中國安防行業(yè)的高清集結號已經吹響，高清的發(fā)展潮流涌動、風聲水起?；仡?008年，國際金融危機全面爆發(fā)，中國政府果斷決策，從容應對，在4萬億保內需拉增長的帶動下，我國安防產業(yè)繼“平安城市”之后出現了新一輪的增長，到2010年整個安防產業(yè)增幅達到35%以上?，F今，隨著我國“十二五綱要”的出臺，國家宏觀戰(zhàn)略產業(yè)結構也發(fā)生了巨大調整，已開始從“中國制造”邁向“中國創(chuàng)造”，國家將快速推進信息化和城市化，加快培育經濟新增長點，結合信息化建設和城市化進程，加快推進3G網絡、物聯網、傳感網、云計算等新興技術的發(fā)展，將拓展衍生出新型產業(yè)和市場?，F今“物聯網”、“數字城市”、“平安鄉(xiāng)鎮(zhèn)”、“智能家居”和“高鐵建設”等的全面建設又將迎來未來新一輪安防產業(yè)市場的規(guī)?；咚侔l(fā)展。
　　視頻存儲產品的前世今生
　　從2010年北京安博會參展廠商展出的產品與行業(yè)解決方案來看，高清時代已真正來臨。長期以來，安防視頻監(jiān)控圖像的高清是用戶最核心訴求點，用戶始終強調要“看得清”、“看得細”，而只有高清才能滿足用戶需求，實現價值最大化。
　　2010年，以產品技術領先的“外國軍團”，或實力強大的本土IT企業(yè)都從最初的技術儲備，到現在對高清產品完善配套的全面關注，最后紛紛以整套的高清解決方案進入行業(yè)項目試水。任何一次產品技術變革，都離不開整個產業(yè)鏈上下游的響應跟進。2010年監(jiān)控行業(yè)經歷了從CCTV數字化到網絡化演進，整個安防產業(yè)鏈從上游到下游都開足馬力、調整方向，助力行業(yè)從模擬到網絡過渡，實現從標清到高清的快速華麗轉身。
　　不同歷史時期的政策因素、行業(yè)因素、技術因素、市場因素決定著該時期的產品形態(tài)。DVR在經歷了市場的偉大成功之后，其已被賦予數字監(jiān)控時代最偉大的產品。本文將簡單探討DVR在不同時期的客戶訴求、產品形態(tài)及技術演革過程。
　　第一代，簡單模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)
　　20世紀80-90年代是我國安防產業(yè)的初創(chuàng)期，視頻監(jiān)控主要以前端模擬攝像機配合后端磁帶錄像機的CCTV閉路監(jiān)控系統(tǒng)，即純模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在這一階段，用戶對視頻監(jiān)控和錄像存儲的需求比較簡單，客戶只關注視頻圖像是否可以被完整保存錄制下來，沒有標清、高清概念，典型代表產品是VCR。
　　第二代，工控式數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)
　　20世紀90年代中期到21世紀初期，隨著計算機技術、視頻技術的發(fā)展和CPU處理運算能力的提高，安防監(jiān)控進入了高速發(fā)展期，即利用計算機的高速數據處理能力實現前端視音頻采集編碼，所有視音頻信息被錄像存儲在IDE接口硬盤里，由此，大大提高了圖像質量。該類基于PC計算機或工控計算機的數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常基于Windows操作系統(tǒng)，其利用計算機固有的硬件資源和圖像采集壓縮板卡，及安裝的視頻監(jiān)控軟件就組成了一套完整的數字視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng)。這個時期，市場對DVR功能需求是CIF畫質、錄像預覽、云鏡控制、報警聯動、輸出顯示、錄像回放等。該時期，PCBaseDVR或工控式DVR在安防市場是百家爭鳴，也成為了視頻監(jiān)控系統(tǒng)不可或缺的設備配置。但也不可否認，其出現的主要問題是穩(wěn)定性、軟硬件兼容性、易感染病毒、錄像數據易被竄改等諸多缺陷都尚有待改進或提高。
　　第三代，嵌入式數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)
　　伴隨“平安城市”、“3111試點示范工程”、“平安奧運”等國家重點發(fā)展項目的推進，DVR廠商在基于PC或工控式DVR開發(fā)的基礎上推出了嵌入式DVR，并以迅猛之勢躋身成為視頻監(jiān)控硬盤錄像存儲產品市場的主流，據統(tǒng)計數據顯示其已占據DVR市場90%以上的份額。嵌入式DVR以高性能專用SoC芯片或DSP數字處理器為基礎，采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，對圖像進行采集編碼壓縮及解壓回放，產品多采用單板結構設計，綜合了PCBase架構硬盤錄像機的功能優(yōu)點，具備功能強大、品質穩(wěn)定、存儲安全、操作簡便、算法成熟、價格便宜等特點。用戶在應用中也更關注DVR的性價比、品牌、單機視頻通道數、壓縮算法(H.264/MPEG4)及圖像分辯率CIF/D1等。
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　　視頻存儲產品終結者，DVR悲情收場
　　當技術和產品趨于同質化的時候，就意味著整個產品市場的廝殺號角開始吹響。海思半導體作為全球率先推出H.264SoC監(jiān)控專用芯片的半導體公司，專用SoC芯片Hi3512/3515/3520等相繼成功推出，其處理器能力已從單晶片4路D1到16路D1。海思DVR方案在DVR產品設計方面大大降低了投入成本，縮短了DVR研發(fā)周期，加快了企業(yè)新產品的推出。其產品研發(fā)設計應用上相對原主流TIDSP平臺有著不可阻擋之優(yōu)勢。但隨著嵌入式技術的不斷成熟，也出現了大量的以同樣的平臺、同樣成本的SoC方案的DVR產品，這也直接導致產品同質化現象嚴重泛濫，從而使絕大部分DVR企業(yè)陷入了瘋狂的價格廝殺的“紅?！睉?zhàn)爭之中。而這場“紅?！笔展僦畱?zhàn)的導演就是海思半導體，DVR“紅?！睉?zhàn)役硝煙彌漫結束之后是頑強成長的企業(yè)和其產品的巨大發(fā)展。
　　十年輾轉對于傳統(tǒng)行業(yè)產品來講，也許只不過是發(fā)展過程中一首小插曲。但對于視頻錄像存儲產品行業(yè)，這十年發(fā)生了翻天覆地的變化。從VCR到PCBaseDVR、嵌入式DVR、車載DVR、ATM專用DVR、高清混合HVR等;壓縮算法從最初的MPEG1、MPEG4到現在的H.264;機型從單機視頻路數1路、4路、8路到16路、24路、32路;回放分辯率從最初的CIF到HD1、D1、720P、1080P。如果把DVR，比喻為CCTV閉路監(jiān)控系統(tǒng)時代VCR視頻存儲產品的“終結者”，而今對于安防行業(yè)日趨成熟且高漲的網絡化、高清化、智能化的客戶需求，DVR產品的自身局限與弊端也日益凸顯。如模擬視頻監(jiān)控典型應用是模擬攝像機加DVR組合，但是對于高清需求，DVR的技術構架是無法支持前端高清攝像機，只能接受標清模擬攝像機，所以說，傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)凸顯如下局限性：
　　1、傳統(tǒng)模擬攝像機原本分辨率就不高，又要受到反復的A/D轉換，加之視頻傳輸電磁干擾、隔行掃描、D1畫面的合成反交錯等視頻損傷的影響，實際到達人眼觀看時，圖質已經大打折扣。
　　2、傳統(tǒng)模擬彩色攝像機采集垂直分辨率在PAL制下625TVL，去消隱后575TVL，最高達到540TVL左右已趨極限，同軸電纜傳輸CVBS復合視頻信號，又受同軸電纜傳輸頻帶限制無法傳輸高清圖像。
　　因此DVR在網絡高清時代只能悲情收場，但收場并不意味著消亡，因前期大量的模擬安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構都是以DVR為核心，故其不會因為高清需求而迅速被取代，筆者認為在3~5年之內DVR還會存在于市場。
　　差異化視頻存儲市場，異軍突起
　　伴隨著安防行業(yè)規(guī)模的成倍增長，視頻存儲產品DVR作為安防監(jiān)控系統(tǒng)后端核心設備，具有巨大誘人的市場份額，導致更多的安防企業(yè)這兩年以迅雷不及掩耳之勢進入DVR游戲圈中來。有的企業(yè)是積累研發(fā)技術儲備從零開始;有的企業(yè)是從DVR領先企業(yè)研發(fā)跳出來單做……據不完全統(tǒng)計，國內從事DVR產品研發(fā)生產而有一定規(guī)模的企業(yè)有90家以上。但隨著DVR企業(yè)的越來越多和海思SoC方案的低研發(fā)門檻及新產品導入的優(yōu)勢，直接導致了DVR產品市場的競爭愈加激烈，以及產品同質化現象日趨嚴重，山寨品牌的DVR廠家的產品也層出不窮，但不可否認產品形態(tài)的差異化需求也明顯地表現出來：
　　1、模數化。任何產品只要滿足市場需求，又結合現有產品行業(yè)應用現狀，就是成功的。現階段模擬系統(tǒng)和網絡系統(tǒng)兩個新老陣營能實現“零成本”無縫融合，是市場發(fā)展的必然產物，2010年，模擬系統(tǒng)大量地向網絡IP系統(tǒng)架構轉變的時候，高清混合數字硬錄像機HVR就是符合適應現有市場需求的產物。而現有市場推出火熱的NVR，盡管符合行業(yè)發(fā)展的方向也有自身的優(yōu)勢，但從市場份額來看要取代DVR的霸主地位還是“浮云”，除非網絡IPCamera的全面普及應用。
　　2、高清化。高清網絡攝像機的需求增長，高清取代標清只是時間上的問題。高清解決方案是整套的，對于單一的高清視頻存儲產品也需要解決從前端輸入到后端輸出均為高清的問題。如前端高清網絡攝像機采用720P/1080P或更高清的視頻信號，前面介紹的傳統(tǒng)DVR構架在技術層面已不能滿足前端高清視頻信號的接入。并且傳統(tǒng)DVR視頻輸出分辨率不高，但隨著高清化的推出，市場要求高清視頻存儲產品能支持1980×1080P高清HDMI顯示輸出，而HVR及NVR均可支持。
　　3、3G無線網絡化。伴隨國內3G牌照的發(fā)放和網絡運營商的大力推動，隨著人們生活條件的改善和安防意識的提高，在“家居安防”、“平安鄉(xiāng)鎮(zhèn)”的推動，安防監(jiān)控行業(yè)中以3G帶寬及移動優(yōu)勢相呼應的視頻監(jiān)控產品也相繼推出，例如3G無線網絡數字硬盤錄像是繼車載、庭審、ATM數字硬盤錄像機等之后，成為細分市場之外的又一個世外桃園。
　　4、智能化。智能分析IVS是在近兩年被視頻監(jiān)控“炒作”出來，很多視頻監(jiān)控企業(yè)紛紛推出了人臉識別、遺失物檢測、車牌識別、人數流計等智能視頻解決方案。筆者認為大多數情況都是以“噱頭“居多，以市場宣傳為目的，智能化的產品是需要廠家重復開發(fā)定制的。而現有市場上的智能DVR產品通常是利用DSP剩余的處理器資源，裝載智能分析算法或者通過GPIO口內置智能分析模塊的方式升級傳統(tǒng)DVR的形式存在的。
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　　市場添新軍，HVR給力高清視頻存儲
　　前文已提及HVR，下面著重介紹。市場不斷高漲的高清需求，是廠家利用新的網絡高清視頻技術開發(fā)新的高清視頻存儲產品的源動力?，F今市場上又添了新的、即今年眾多廠家紛紛推出的HVR，并提出了“HVR=DVR+NVR”等量運算公式，哪么什么叫HVR?HighDefinition&HybridDigitalVideoRecorder是HVR英文全名。其是采用嵌入式linux操作系統(tǒng)軟件架構，高性能DSP處理器為硬件平臺，擁有傳統(tǒng)擬模擬視頻接口與千兆網絡接口,同時支持模擬前端視頻采集編碼與網絡前端高清接入、解碼存儲標清及高清混合的網絡型硬盤錄像的視頻監(jiān)控設備。產品集成了視頻語音處理、視頻行為分析、錄像回放檢索、畫面分割、視頻預覽、在線備份、云鏡控制、報警控制、平臺接入、手機監(jiān)控、遠程網絡監(jiān)視管理等功能。全面融合模擬和網絡兩種安防監(jiān)控系統(tǒng)架構優(yōu)點，具有靈活百變的方案解決能力。實現從標清到高清的有機融合和平滑發(fā)展。
　　HVR是順應行業(yè)發(fā)展而推出，融合了DVR產品成熟的功能，結合了NVR高清和網絡的優(yōu)勢，但也擠壓了單純NVR的市場份額。舉例來說，我們在做很多行業(yè)項目的時候，都會聽到甲方表示原有監(jiān)控系統(tǒng)的某個監(jiān)控點，雖裝了攝像頭但是看不清，只能起到威懾的作用，你們是否有方案能解決這個問題。其實有三種方法：第一可以請一個保安一天24小時對現場值班監(jiān)控;第二可以再多裝幾個模擬攝像機;第三采用HVR，關鍵點都裝高清。事實很簡單,首先原有模擬設備投入不可能立即被換下扔掉，前端只要是模擬攝像機，那么配對的一定是傳統(tǒng)DVR，但DVR因技術上限制無法解決高清需求。這時HVR高清標清混合硬盤錄像機的優(yōu)勢就顯現出來了(參見下圖一)，項目成本降低了，且問題解決了。筆者認為即使未來兩年內網絡化普及，也并不是所有場合都需要上高清,原有監(jiān)控項目安裝的標清D1模擬攝像機也能基本滿足需求，所以HVR比傳統(tǒng)DVR更具有吸引力。
　　目前市場上高清網絡攝像機有百萬像素或者200萬、500萬像素，甚至更高，并且能實時呈現每秒30幀或更高60幀高清圖像，模擬攝像機每幀大約只有40萬像素。就單一的720P網絡攝像機的分辨率是D1攝像機的四倍。故模擬攝像機遠遠滿足不了用戶對高清畫質的需求，而HD-SDI的高清數字攝像機，傳輸線路的成本和傳輸距離的限制也有一定的弊端。故用戶如果需要高清，上網絡攝像機是比較好的選擇。
　　高清視頻存儲產品，成長的煩惱
　　高清視頻存儲產品和前端高清IPC是互相依存的關系，常說安防企業(yè)發(fā)展看網絡，網絡化發(fā)展看點在高清。高清應用尚未全面普及，自身也存在問題。
　　1、技術研發(fā)門檻?，F有市場上高清IP攝像機是許多安防廠家的主流宣傳，而現有高清IP攝像機的技術門檻及產品上下游產業(yè)鏈的配套與傳統(tǒng)模擬攝像機及模擬系統(tǒng)相比，在成熟和穩(wěn)定性方面還有相當差距。
　　2、高清IP攝像機市場教育和行業(yè)標準?，F在大家都能感受到高清攝像機高畫質帶來的享受，傳統(tǒng)安防工程商對網絡視頻技術知識的不足，認知及接受程度還有待提升，現有網絡攝像機的網絡參數配置又令人感覺復雜。高清IP攝像機的行業(yè)標準缺失，高清IPC產品市場相對混亂，近期上海市率先推出了的網絡攝像機地方標準，相信對整個IP網絡市場有很好的規(guī)范和促進作用。
　　3、高清網絡攝像機的不菲價格，一般720PCMOS傳感器的高清網絡攝像機市場含稅價格在1800元以上，所以這在很大程度上，由價格因素影響了高清IP攝像機的快速普及和應用，用戶要上高清監(jiān)控項目就意味著從前端高清攝像機、網絡傳輸帶寬、海量視頻存儲和相關周邊配套設施投入相對高出很多的投資。這對于普通用戶，項目投入成本是影響他們選擇的重要因素，或只能望洋興嘆。因此，高清視頻存儲產品不能像標清DVR一樣大面積使用，現階段它的行業(yè)應用主要集中在不太在意產品價格的公安、銀行等行業(yè)的重點大型項目上。
　　4、是高清前端接入和兼容性問題，用戶最終還是關心高清存儲產品是否能支持高清前端廠家的產品。用戶的訴求是高清存儲加高清IP攝像機的系統(tǒng)和傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)一樣，能夠無廠家無具體指定型號、無需配置很多復雜的參數，做到即插即用，使用戶有更多的選擇和操作空間。
　　可以說，不同廠家之間的網絡產品互信互通的問題，是制約整個行業(yè)網絡化進程的一個重要問題，高清存儲也不例外。針對于標準問題，安防網絡視頻領先企業(yè)共同起草制定了ONVIF/PSIA開放標準規(guī)范。標準定義了網絡視頻設備之間的信息通訊協議,如設備搜索、實時視頻、音頻、元數據、云鏡控制和控制信息等。最近也有廠家提出“中間件”的技術解決方案，標準化對于推動網絡視頻監(jiān)控的發(fā)展意義重大，但筆者認為在短期內有關標準的問題仍不能立即解決網絡視頻產品間的兼容性問題。
　　按照在傳統(tǒng)DSP平臺下，要求實現不同廠家設備的接入，目前這種方式仍是主流。所以最終用戶在高清存儲設備選型的時候，必須清楚該設備支持前端哪些廠家的高清IP攝像機、具體什么型號?是否所有功能都支持?故所有的IPC廠家應以“開放”的心態(tài)來做產品，提供標準化接口，以滿足整個監(jiān)控產業(yè)的良性發(fā)展。
　　結語
　　2011年是中國安防行業(yè)的高清元年，安防行業(yè)IP化的加速，高清的春天也即將來臨。在技術和產業(yè)變革的今天，高清集結號已經吹響。安防企業(yè)需要全方位做好準備，及時調整自身產品和市場布局，把握住行業(yè)高清帶來的巨大商機!
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