关键字:流媒体技术 网络视频服务器 图像 Equator 启动延时 嵌入式硬盘录像机 主动红外 格式视频
北京奥运提出的理念是“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”,足见要立足于处于快速发展进程中的安防技术才能确保奥运会的安全,同时,安全防范市场将国奥运会带来强劲的需求。为了构建和谐社会,建设平安城市,对安全防范系统,特别是对视频监控网络的需求将会越来越旺盛。本文论述了安全防范系统的最新技术进展,探讨了北京2008年奥运会的安全保障机制。
第二十九届奥林匹克运动会即于2008年在北京举办,最为世人瞩目的首推北京能为奥运提供何种程度的安全保障。随着我国社会经济的发展,我国的建设项目和每年举办的大型活动越来越多,与世界其他国家一样,我国也面临着社会经济发展中由于矛盾激化所带来的社会安全问题,也面临着恐怖主义的威胁和违法犯罪带来的种种危害。反恐与保障城市安全已成为关注的热点,强化治安和反恐的需求增长非常强劲。据估计从现在到2008年,北京奥运将为公共安全事业打造500亿元人民币左右的市场。
安全防范的最新技术进展
安防领域的技术也处于快速发展的进程之中,到目前为止,已取得的重大突破有:
1.标准清晰度(SDStandardDefinition)类的模拟彩色CCD摄像机,不仅图像清晰度已经达到540线(彩色)/570线(黑白)水平,出现了全DI高分辨率(72 ×576)的电视监控系统。此外,还推出了百万像素( 1280 ×1024或更高)级的网络摄像机,出现了高清(HDHlgh Definiton)系列的新一代摄像机。
2.在图像压缩方面推出了H264(也是MPEG4 part 10),将会逐步取代MPEG4而占踞图像压缩的主导地位。因其能使占用的带宽和需要的存储容量比MPEG4下降50%左右,实现GIF格式视频在普通ADSL上的实时连续传输,同时由于H.264算法具有网络编码层和网络传输层结构,使之对于普通宽带同及无线网络的适应性大为加强,不会由于网络的误码影响传输的质量。但H264仍然是基于混合(宏块)编码框架标准的,其编码器是其他编码器复杂程度的3倍,其解码器是其他解码器复杂程度的2倍。此外,在空间压缩和时间压缩上有较强可伸缩性的小被压缩(Wavelet)也受到应用的关注。
3.推出了SoC(System on ChiP)单芯片系统,使得系统在复杂性大为提高的情况下,设备体积却能大为缩小。例如PhilipS公司推出了采用65μm低功耗CMOS工艺具有智能能量管理技术的ARM处理器;Axis公司则有ETRAX(运行简洁Linux系统的CPU)和图像压缩芯片ARTPEC-2。特别是PhiliPs公司近期推出的ViperΠ多媒体SoC平台,集成有两个tm3260内核能够为H.264编码运算提供强大的处理能力,还集成了MIPS核的PR4450作为操作系统处理器以及继承7Nexperla强大的协处理器,使得分辨率可高达1920×1080×60i,功能有极大的提高,将成为安防监控的生力军。
4.DSP芯片的功能也更加强大,如 PhiliPs公司的PNX-1500、1700、TI公司的 DM642(720MHz)和Equator公司的BSP—15等,为新型数字网络安防设备的研发奠定了基础。即将推出的还有达芬奇(Davinci)系统,即DM642+。
5.除CCD、CMOS等成像器件外,还推出了新概念的图像传感和处理系统DPS(Digital PxelSystem),DPS是一种纯数字化的图像拾取系统,它包合图像传感器和图像处理器两个方面。DPS的核心技术是在每一个拾取的像素上都包含一个ADC(analogto digital,模数转换器),在捕捉到光信号时,直接将其放火并转换为数字信号,因此最大限度地减小了模拟信号传输操作所产生的噪声。DPS的优势将使摄像机具备更宽的动态范围,便于捕捉目标,能监视宏大的现场,并可以得到清晰的图像细节,利于细小的物像监控,其智能化光学处理系统将远远优于传统的CCD
6.硬盘录像机DVR技术水平有很大提高,国内已研发出24-32路全实时嵌入式硬盘录像机及高水平的图像采集压缩板卡,均具有国际领先水平。网络视频录像机NVR和有双压缩技术(MPEG4、JPEG)的双码流硬盘录像机正开始出现。网络视频录像机NVR有可能可支持LAN.WAN、PSTN.ISDN、XDSL等多种网络结构,并能与智能化分析功能更紧密地结合。
7.采用100Hz逐行扫描的监视器,由于采用了高帧和逐行技术,可使图像画面无闪烁和更加稳定,使视觉效果得到改善而受到青睐。未来,显示装置会从传统的480隔行扫描(intgrlacedscanning)过渡到1080i或720p的逐行扫描(Progressivescanning),并会出现1080p的全高清( full HD)显示格式。
8.具有视频图像的智能化分析被称之为智能视频,影像的智能搜索和跟踪将是重点,摄像机目标跟踪功能正在成为应用的热点;“视频内容分析软件”需求旺盛,它通过自动识别和提取图像中蕴含的信息,而在人流统计(people conning)及自动行为识别(behavior recognition)方面得到应用。最新的视频录像解决方案将完全基于服务器,并使用PCI$硬件或者带有编码功能的软件,系统不仅采用多PCI十的PC机,更有可能采用最新的刀背式服务器(Blade-sever),以其来实现捕获位于公共存储子系统内的影像。同时,为实现分布立智能,更要求智能视频技术前移到摄像机当中,以能在本身进行预先处理,并可决定何时向后端发送数据。
9.IP摄像机及软件正在成为CCTV的大众餐而日益普及;除IP摄像机外,还推出了网络球型摄像机、网络矩阵等。网络摄像机的发展趋势是要能支持TCP、RTP、Multlcast组播协议、Uncast单播协议等多种网络协议,并有高分辨率和日夜自动转换功能。此外,可以通过以大网供电(PoEPower over Ethernet)及实现网线上1000m长距离传输的LRE(Long Range Ethernet)也受到瞩目。
10.网络监控系统正逐渐成为应用的主流,推出了虚拟矩阵切换系统和基于流媒体技术的网络监控解决方案。磁盘阵列以及存储区域网络(SAN)和外接联同存储器(NAS)将会成为理想的存储介质。
11.夜视摄像机的应用通过海湾战争和伊拉克战争而揭开了其神秘的面纱,热成像摄像机可在1km以内识别人,在2km以内识别车辆,在15-20km以内跟踪飞机,还能发现和识别经过一般伪装的目标,隐蔽地进行昼夜观察,并具有较高的抗干扰能力。此外,还出现了使用主动红外的夜视摄像系统,即通过主动照射并利用目标反射红外先来实施观察的夜视技术,共图像的分辨率要比通过目标自身发射的红外幅射的热成像系统(一般为320×240象素)高出许多。
12.人体生物特征识别开始有较多实际应用。在人体生物特征识别系统中,目前分布状况是指纹识别系统占48%、脸形识别系统占14%、虹膜识别系统占10%、声音识别系统占7%、掌纹识别系统占6%。正在推出的还有掌静脉生物识别包括:手拿静脉识别(Pain vein)、手背筋脉识别(back vein)、手指静脉识别(finger vein)。未来,生物识别可能将会是多模态的应用,而不是靠单一技术进行识别。
13.R F I D正呼之欲出,2006年之后全球商业巨头沃尔码公司将带头以其替代传统的条形码,但频谱的划分和国家的标准尚待确定。
14.数字化、网络化和智能化将是未来安防技术发展的主流,数字化监控软件与标准将会举足轻重,越来越要求具有开放性和便于系统升级。在标准普及之前,为了能进行各种功能模块的组合,能够适用于分布式的网络结构,以及能接入不同厂家的产品,提出了安防中间件的概念和技术,并倡导软件构件优( Software Component)以从根本上提高软件生产的效率。
日益高涨的奥运安全保卫需求
由于国际安全局势日趋复杂化,各个奥运会主办国对奥运会安全保卫的投入也在逐届迅速增加。2004年的雅典奥运会;希腊政府花费了116亿美元的巨资,仅用于安保一项的费用就高达15亿欧元,几乎相当于2000年举办悉尼奥运会的全部费用。其中以325亿美元的天价购进了美国国际科技技术公司(SAIC)的C41(Communication ControlCommand Coordination)安保系统,C4I安保系统集指挥、控制、通讯、计算机等功能于一体,协调警察、消防队员和海岸警卫队的工作,雅典奥运会在250平方公里面积内监控的47个场馆、设立的63个指令中心都靠该系统协调工作。雅典奥运会之所以安保投入如此上高,是由希腊国家的半岛型地理因素,以及希腊国家自身的安保能力等条件所决定的,在雅典奥运期间,美国甚至派出了海军陆战队和FBI等机构参与了奥运安保工作。
由于中国的情况和雅典奥运会有很大的不同,中国已经具备了独立自主应对大规模奥运安全事务的能力,而且中国警方的能力也已经通过了奥运火炬传递等大型活动的检验。因此北京奥组委对外确认2008年北京奥运的安保支出预算为3亿美元,北京的安保投入只占到总体预算的1/5左右。
据FBI官方网站资料显示,在北京奥运会上,FBI北京办事处不会涉足2008年北京奥运会的安全保卫工作,只会在应中国方面要求的前提下;提供相应的协助工作。