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2015 年十大安防技术趋势 分析报告 a&s安全&自动化分析报告 2014 年 10 月 前言：天时、地利、人和是成功的关键，安防市场变幻莫测，如何在未来发展中取得先机，前瞻性的眼光很重要。技术作为目前企业间最核心的竞争力，牵动着整个行业发展的趋势，引领着市场的发展方向。在信息技术高速发展的今天，技术更迭速度越来越快，一个有创意的方案，一项新生的技术便能打破目前市场的格局，成就新的行业龙头。站在 2014 的尾巴上，在即将步入 2015 之际，安防知识网以自己对行业的观察，深入市场调研，为您精心分解 2015 年安防行业最值得期待的十项技术，以期对市场起到引导作用。4k 目前而言，在监控行业中，1080P 还并未得以全面普及，而更高等级的 4K 已然成为行业的热门话题，安防监控中，人们对监控视频清晰度的追求永远是越清晰便越好，这样监控画面能保留的有效信息便越多，查阅取证的准确度便越高，4K(40962160 或 38402160)正是迎合了这种需求。那么 4K 是如何迎合这种需求的?我们知道，图像皆是由一个个的像素点组成，单位面积上的像素点越多，那么其呈现的图像画面细节便越丰富，画面细节中的一点点反差皆能呈现，反之，画面的细节部分便可能表现出一片混沌景象，成为监控的误区，这就是人们对清晰度无限追求的原因所在，此外，4K 摄像机相对 1080P 摄像机还有一个优势，那就是当二者在相同清晰度时，4K 摄像机的视场角是 1080P 视场角的 4 倍，也就是说在一些需要大场景监控的地方，一个 4K 摄像机将可替代 2 到 3 个摄像机以实现相当的性能，这对整个监控工程的稳定性是大有助益的。当然，4K 的优势多多，但它对整个工程的系统要求亦是相当高，目前主流的编码技术依然为 H.264(H.265 编码还未成熟)，此种编码技术下，4K 对存储的需求相对 1080P 而言将是成倍的增长，而在目前的很多监控工程中，存储所占据的支出已经达到 50%以上，这个成本的增加将给用户带来不能承受的成本之重。再者在传输上，目前的 1080P 要达到实时的监控效果，需要 4-6Mbps 的带宽，4k 则起码需要 10Mbps 以上方能达到实时监控，此外对后端设备的性能要求亦较高，如显示设备亦需达到 4k 标准，一句话，如果整个监控工程全程采用 4k 的话，其造价将成指数级增长，这大大制约了其广泛应用，但毫无疑问的是，安防行业中，4K 甚至更高的 8k(76804320)是其必然的发展趋势。相关链接：http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ 低照度 在安防行业的诸多发展趋势中，低照度监控技术亦是一个必然的发展趋势，说到底，安防行业贩卖的就是安全，而九成以上的犯罪皆发生在夜间或者光线不佳时，倘若抛弃了对夜间的监控，何以成就其安全?因此，低照度摄像机通常应用在夜晚或者光线不佳的场景中，以保护人们的生命财产安全。低照度摄像机与普通摄像机的原理是一致的，其最大的不同便是在于低照度下的监控表现，目前在无需外加照明设备的情况下，有效监控照度值达到 0.001Lux 及以下的，通常被称为星光级摄像机，这是最好的一类低照度摄像机。而低照度监控摄像机的最终效果受到诸多因素的影响，如镜头、传感器、图像处理回路等，镜头中对改善低照度监控的最重要因素在于其最大光圈值，因为这决定了外部最终有多少光线通过镜头到达传感器;传感器的决定因素在于其灵敏度;而图像处理回路的重点在于传感器调用影像的时间间隔，间隔越长，低照度监控效果便越好。此外还可通过彩转黑技术、数字降噪以及帧积累等技术来实现更好的低照度监控效果，彩转黑技术则主要通过在传感器与镜头之间加入一片可活动的红外滤光片来实现较好的低照度监控，数字降噪及帧积累则是利用先进的算法和电脑的记忆功能来实现良好的低照度效果，需要说明的是，不管是数字降噪还是帧积累，皆比较适合针对静止状态下的监控，而对于监控环境中的运动物，则可能会产生拖影及动画感，此时其实是失去了实时性效果的。低照度监控技术目前都是在牺牲色彩的基础上，以黑白画面的形式显示以达到更低照度下的监控需求，而利用红外或激光照明时更是如此，而要实现彩色监控的话，只能利用白光来照明，而白光的照射距离及应用范围皆有限，且其还会导致光污染，给人们带来不利的影响。目前而言，200 万像素摄像机的低照度效果已经较为成熟，基本能满足 24 小时的监控需求，伴随着清晰度的不断提升与低照度监控技术的不断进化，未来的监控在完全不惧黑暗的同时，还以更为清晰的画面来取悦你的眼球。相关链接 http:/ http:/ http:/ http:/ 4G 对布线困难或无法布线的应用场合，无线传输成了实时监管的唯一选择。但在 3G 时代，3G 只是一个噱头，它的应用一直停留在理论值上。以 3G 中最成熟的 WCDMA 为例说明，该第三代无线通讯技术的最大理论下行带宽为 14.4Mbps、上行带宽为 5.76Mbps，均高于TD-SCDMA 和 CDMA 2000(EVDO RA)。按说，如此大的理论带宽，传输 1080P 实时视频是没有问题的。但实际应用中，我们发现，采用 3G 网络传输，连 D1 格式的标清视频都难以做到实时传输，更别说高清传输了，这一度让车载实时监控、应急指挥等远程无线传输应用陷入两难境地。由于 3G 网络传输始终停留在理论上，无法真正地投入安防行业中使用，由此，厂家一般给出的方案是，通过 3G 实时传输报警图片，数据则以本地存储为主;待进入理想的无线网络环境时，如 WiFi 网络，再切换为高速传输网络进行数据下载。这样的权宜之计，是无法满足安防行业的实时监控需求的，不过，这个情况在 2011 年悄悄得到改变，随着城市规模试验越来越成熟，第四代移动通讯技术直接跨过了还处于推广阶段的 3G 时代，于 2013 年 12 月，4G 牌照正式发放。至此，中国的高带宽无线移动通讯进入爆发式增长时代。但受尽 3G 理论值欺骗的用户又不信任了：4G 是否可以真正做到高清实时传输?我们先来了解一下4G的理论带宽值，TD-LTE的下行带宽和上行带宽分别是100Mbps和50Mbps，FDD-LTE 为 150Mbps 和 40Mbps，从理论来说，第四代的移动通讯传输带宽，已远远超过了常规高清视频传输所需的带宽，那么实际表现如何?在 a&s 的实际检测中，所接入的视频有 720P25fps/1.5Mbps 和WD125fps/1Mbps，前者是网络视频源，后者是当前最受欢迎的模拟准高清产品视频格式，通过接入的 NVR 或 DVR 后，以单 4G 模块传输时，均发现，两者在传输上，完全可以达到实时效果，且没有卡顿迹象，所得画面与有线传输一致。而现在的无线传输设备还提供有双 4G 互为冗余设计，对无线高清传输更有保障。事实已经证明，4G 完全可以满足当下高清、实时传输应用。不过，以目前 H.264 编解码算法来说，4G 在高清传输方面，仍不是很乐观，通过 4G进行 1080P25fps/4Mbps 或更高分辨率、更高帧率，乃至更高带宽传输，仍不能很好满足;或许待 H.265 编解码算法普及后，高清无线传输监控，才能取得更大的突破。相关链接：http:/ http:/ http:/ 高帧率技术 在 H.265 未普及之前，1080P50fps 设置下的码率要求在 8Mbps 左右才能达到较好的效果，这样意味着存储空间及带宽都增大用户使用成本。无论是前端摄像机还是后端存储，帧率的提高，必定带来数据量的增加。就 50fps 而言，其数据量是 25fps 的两倍，面对存储的加倍、存储时间的加倍、软硬件的闲置、系统性能在此、处理画面的成倍增加，使得数据管理和处理工作量也增加。除此摄像机的传感器、总线设计、视频处理芯片、编码压缩算法及机体散热问题等，这也意味着在一定程度上增加了成本。就此高帧率目前多少运用在高速公路、铁路智能管理、医疗远程诊断、精工生产监督及智能分析等方面特种设备，因为高帧率可以得到更流畅、逼真的动态效果，每秒帧数越多，显示图像动作就越流程，画面质感也就更好，特别对于静止图像，相同的图像叠加，细腻程度也确较高。但是局限于成本问题，目前依旧会以特种设备的形式存在。然而 H.265 面世及多媒体处理器平台性能的提升，以及 120fps 超高帧率摄像机已经展露在我们眼前，足以说明安防监控行业对于提升高清画质的决心和想法是多么的坚定，加上技术革新，今后网络摄像机也将会有高帧率的一席之地，必能成为安防监控市场的主流产品。相关链接：http:/ http:/ http:/ http:/ 透雾技术 雾霾的组成不但危害着人体健康，更会使得能见度降低，从而导致交通事故发生，更会影响着户外视频监控质量降低。在此影响下，图像不但色彩暗淡、对比度、亮度以及图像细节都会有影响，视频监控的实用性也会降低。近年来，雾霾天气不断侵袭着每个城市，因此透雾功能也备受关注。透雾技术可分为物理透雾和数字透雾，物理透雾即光学透雾主要是靠摄像机镜头实现，并且高清透雾镜头一般用在较大的电动变倍镜头，价格昂贵，多数用于港口、森林监控等大范围远距离监控场所。而数值透雾则是在摄像机或者后端软件上实行，目前多数厂商所采用的 DFG 透雾算法，是给予 DSP 处理芯片的图像增强算法，是一种人类视觉感知模型的后端图像复原技术，可快速实行透雾效果，目前此类技术成本低、部署简单。同时该技术在大气透雾模型的基础上融合了图像增强技术，能够有很好的图像效果，目前广泛应用在城市监控及产品化。不过实际使用当中，并不是每一款透雾摄像机都能轻松应付雾霾黄金，有些摄像机虽具有透雾效果，但是画质就不理想了，雾霾较强的情况下，处理会过度，导致画面色彩不协调。总而言之，随着工业发展及气候的变化，雾霾越往后越会变成一种常见的天气现象，对于户外应用的视频监控效果会造成较大的影响，并且由于技术及成本限制，使用雷达、红外等手段进行检测模板的方案并不理想，因此透雾技术的出现，依旧会成为城市户外监控的关键技术。相关链接：http:/ http:/ http:/ 云计算 云计算是近年发展起来的一种行的计算形态，作为一种全新概念的信息服务模式，一气自动化 IT 资源调度和高速信息部署以及优异的扩展性，在面对大数据量、大应用负载波动、数据共享需求、高可用性、高稳定性以及高要求的信息实时处理的需求，云计算就成为了解决上述问题的关键技术。云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可按照需求提供给电脑或者其他设备，这些资源来自一个共享、可配置的资源库中，并能够快速获取和师范。并且云计算具备超强的计算能力、通用性、可扩展性、创新的大数据机器学习算法、数据的可靠性，维护简单且廉价等特点。好比在平安城市、智能交通的项目运用当中，云计算可通过强大的分布式计算能力对庞大、复杂而又无序的数据中，进行有效的分析和处理，从而或者去相关的数据。使用云计算处理，只要花费少量费用及几天时间即可完成，如果换成人力处理，至少要数月时间，成本更是百倍递增。虽然云计算给我们带来很多便利，但是运营当中也会存在隐私及安全问题，因为云技术的数据是共享的，所有数据都会被收集在一起，这就不可避免的会引发公众及企业信息数据安全及隐私保障。个人隐私倒卖、企业商业机密泄露、机关安全数据泄密等都会对社会造成一定的影响。当然，在政府的倡导下，对于互联网信息安全性及可靠性都会加强，云计算的安全性也会更有保障，因此相信云计算后未来的城市建设或者大数据处理方面，都会有很大的帮助。相关链接:http:/ http:/ http:/ IVS 热点分析 随着视频分析技术的不断发展及计算机处理能力的不断提高，IVS，即智能分析系统逐渐成为研究热点。现在，IVS 常见的应用有人脸识别及车牌识别等。IVS 对于提高安全防范系统的利用效率起到了很大的作用，现在的 IVS 应用主要在平安城市中的道路监控，看守所、监狱、博物馆、仓库、厂区、地铁站等特定的场景，而在民用、商用监控领域却没有得到有效的推广。IVS 最大的优势是可以代替一部分重复的人工劳动，提升视频监控的工作效率，由以前的被动、时候处理转变为现在的主动、事前防御。IVS 可以实时侦测与处理突发事件，如交通事故或非法入侵;可以实时发布重要事件的影像内容，为决策者提供影像分析与统计报告，以增强决策的基础;可以开放式架构支持业界的标准格式、结构化数据、模拟/数字的信号流，可推播智能分析的影像内容到不同的频道与行动装置。IVS 的这些优势使得其将会成为2015 年的热点。此外，IVS 也有其技术缺陷：IVS 判断的准确率无法达到百分之百，通常区域检测和过线检测的准确率在 95%左右，尤其在夜间时如果光线太过黑暗、噪点上升、成像清晰度减损时等外界因素都会导致其准确率下降。随着时间的推移，科技会愈发进步，视频分析的功能将会越来越强大，其准确率也将得以提升，智能判断行为方式的应用也会相应地增多，未来的 IVS 将会更加有效地替代人力，得到更加广泛的应用。相关链接：http:/ http:/ http:/ 模拟高清技术 何为模拟高清技术?就目前的技术水平来说，就是突破了原有的模拟清晰度理论值的模拟成像技术。当然，其中涉及的技术瓶颈是多方面的，目前主要有 960H、HDCVI、HDTVI、AHD 等。960H 这是一种基本延续了原来模拟技术原理的成像技术，与 D1 所不同的是，通过芯片方案的改革，实现了模拟清晰度理论值的突破。目前有两个方案，一是采用 CCD 方案，该方案可实现最高 700TVL 的清晰度表现;另一种是采用 CMOS 的 960H 方案，该方案可实现最高850TVL 的清晰度表现，较早些时候提出的 CCD 方案实现更加的清晰度表现。实际应用中，不少 960H 产品的实际效果是能达到目前标称的高清效果的，且由于其基于原有模拟技术发展而来，能沿用原有模拟显示器做显示，应用效果更好。960H 模拟产品，应用效果较 D1取得了粳稻的清晰度效果突破，而随着技术的成熟，目前 960H 方案的产品在价格上，已经接近或低于 D1 产品，性价比高，应用效果更好，将会为未来数年延续其发展势头，阻止网络高清的普及速度。HDCVI、HDTVI 这两种方案由不同的厂家提出，大华股份的 HDCVI 最早提出，海康威视的 HDTVI 则在 2014 年才正式形成产品线。从技术原理来说，2 者很相似，是通过采用高清传感器，如200 万像素 CMOS，所得的图像信号为未经编解码压缩的数字信号，再经调制芯片将数字信号直接调制为模拟信号进行传输，到达后端后，再用解调芯片还原并编解码压缩为网络信号。所得图像在色彩方面较据优势，传输速度快，最高清晰度可做到 1100TVL，是对模拟监控产品的一次革命性突破，对不愿意采用网络产品的客户很有吸引力，并对网络高清化的普及形成更大的冲击。模拟高清技术的发展，主要是后两种，另外还有 AHD、ccHDTV 等，目前技术趋于成熟并推广应用，将会在未来几年取代部分原有的模拟标清系统，成为模拟系统的高清化升级新力军。相关链接：http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ H.265 H.265 是 ITU-T VCEG 继 H.264 之后所制定的新的视频编码标准。H.265 标准围绕着现有的视频编码标准 H.264，保留原来的某些技术，同时对一些相关的技术加以改进。新技术使用先进的技术用以改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系，达到最优化设置。具体的研究内容包括：提高压缩效率、提高鲁棒性和错误恢复能力、减少实时的时延、减少信道获取时间和随机接入时延、降低复杂度等。H264 由于算法优化，可以低于 1Mbps的速度实现标清数字图像传送;H265 则可以实现利用 12Mbps 的传输速度传送 720P(分辨率 1280720)普通高清音视频传送。目前，安防行业的网络化产品已经普及，而网络化监控带来的最直接影响就是贷款瞬间暴增，存储容量以 PB 级计算，如此大的带宽需求及存储需求，让安防行业陷入了被动，如何优化编解码技术、如何降低存储技术，一直是 H.264 时代，安防厂家必须解决的一个问题。但受限于 H.264 的缺陷，弥补是有限的，始终难以取得革命性突破，算法处理再好，带宽问题依然存在，存储容量依然巨大。而近年来，4K、高帧率等高清网络产品的出现，进一步加剧了这一现状，且高像素的编解码技术，迫切需要 H.265 的支持。因此，2015 年，H.265 必将成为北京安防展的一大热点话题。更低的带宽占用量、更高分辨率视频的编解码能力、更优的画质表现，都让 H.265 成为安防厂家的不二之选，呼声一浪高过一浪。目前，华为已正式推出了 Hi3516A 的 H.265芯片，科达、海康威视也都推出了响应的 H.265 NVR，我们也将在安防展会上，看到更多、更优秀的 H.265 产品。相关链接：http:/ http:/ http:/ 移动视频监控 早在 3、4 年前，手机视频监控就已提上日程，但受限于智能手机的普及度、用户的使用体验尚未能满足需求，移动视频监控一直受到网络客户端的压制，始终未能爆发性增长。当时间来到 2015 年，云监控、云报警、云门禁已得到初步使用，智能手机几乎垄断了通讯设备市场，安防网络化日趋完善。几乎所有安防厂家都实现了视频监控、门禁管理、报警管理、对讲管理等应用的移动化植入，这为移动视频监控提供了强大的生长土壤。且民用化的逐步推广，移动视频监控也将成为主力管理、应用方式，更是推动了移动视频监控客户端的开发及应用。从技术上说，安防网络化已为移动视频监控的普及提供了强大的技术基础，只需开发出一款手机客户端 APP，再通过 4G、WiFi 等无线网络，即可实现移动终端的远程移动化管理应用。移动监控的最大阻碍是传输，3G 自然是很难满足远程下载需求的，但 4G 的普及，720P甚至更高分辨率的视频，已可以实现实时传输监控，若在 WiFi 环境下，传输效果将会更好。总而言之，安防产业、通讯产业的整体升级，为移动视频监控带来了利好消息，民用化将会进一步推广，而移动执法、应急指挥等特殊应用，更是可以开辟专网实现更为流畅的应用。至此，技术水平已经达到了应用需求，用户体验得到了极大改善，将会促进移动视频监控的发展步伐。相关链接：http:/