IP监控

IP是Internet Protocol（因特网协议）的缩写，它是通过计算机网络进行交流的最常用的协议之一。IP监控解决方案就是通过有线或者无线IP网络把视频信息以数字化的形式来进行传输。只要是网络可以到达的地方就一定可以实现视频监控和记录，并且这种监控还可以与很多其它类型的系统进行完美的结合。

应用领域

据工业分析师J.P. Freeman 和Co.，Inc.，的分析，仅美国安装的模拟摄像机就有2，000万台。而在这2，000万台中，超过1，500万台是2002年出售的。在模拟摄像机销量如日中天的背景下，是逐渐浮出水面并且飞速发展的新一代产品---视频服务器。看它的发展势头，人们不难预见到它的光辉前景；随着数字化的理念的逐渐深入人心，在不远的将来，它一定会取代模拟产品。

视频服务器是直接连入IP网络的新一代产品，使用户可以实现远程网络上视频观看、存储以及对采集到的图像信息做出分析以采取相应的措施。预计视频服务器在2007年将占到市场的一半份额，到2005年，全球网络视频市场将有望达到7亿9千万美元。

无论是由模拟摄像机加视频服务器组成的解决方案，还是单独由网络摄像机组成的解决方案，或者是两者混合组成的解决方案，IP监控都已被证明是一种极具吸引力的解决方案。在越来越多的原有行业应用中，这种革命性的技术正在逐步取代传统的监控系统，在提高安全性的同时也进一步的降低了成本；而在许多新的应用领域，它还是第一次用到，也因此开创和激发了许多新的市场。

正是由于它系统的可扩展性，IP监控逐渐巩固了其在现有监视和远程监控行业应用的地位，也加速了在其他新兴行业的应用，具体包括：

教育：远程监控学校的操场、走廊、大厅以及教室，也包括对一些建筑物的监控；

交通：远程监控火车站、铁路轨道、高速公路以及机场的安全；

银行：应用于银行各分支机构或者是街头的ATM取款机，替代繁冗的传统安全监视手段； 政府：安保和监视应用，通常集成到已有的系统中；

商场：对各大型超市的分支机构进行安全监视和远程管理，方便快速高效的管理；

工业：对生产线、后勤部门、库房存储系统进行监控，提高了厂区的安全性。

IP监控技术的应用

十大误区

IP 监控技术并不具有高度的复杂性，但IP 应用吸取了其本身的安全性，并向神秘的IT 领域进军。在这种意义上，新的技术和全新的环境对现实构成了威胁并引发争端。IP 监控直接与DVR抗衡的这一事实引发了诸多问题，其中包括对DVR 技术和模拟摄像机代表最终、也是最好的技术这一当前说法的质疑。

误区一

“DVR是最新、最好的 CCTV 监控技术。”

实际情况：人们普遍认为DVR 是最新和最好的技术，许多人还认为DVR 是一种全数字网络技术，但事实并非如此.

与VCR相比，DVR具有许多优点：无需更换录像带、图像质量稳定、搜索快速。但是，到处是模拟电缆，这些电缆可影响图像质量，且它们相当昂贵。IP 监控具有DVR的所有优点和更多的功能，包括：

·可升级性：IP 监控可以单路摄像机的增加速度由1台摄像机增加到上千台摄像机。与DVR 不同的是，它不会出现 16路的剧增，IP 监控可随时为各类摄像机提供各种帧速率，并无限制；

·经济型架构：大多数设备都由双绞线相连，因此，若利用IP 架构则不需要额外布线（CCTV 安装项目中一项较大的开支），并管理着数据、视频、音频和其他文件，实现高效、低成本的管理；

·远程访问：可在任何地方通过有线或无线网络，来安全地访问和控制实时或记录的视频流；

·摄像机的智能性：动态检测、事件处理、传感器输入、中继输出、时间和日期，以及其他内置功能使摄像机可以做出智能判断，以确定报警发送的时间和对象，和视频发送的时间，甚至帧速率或清晰度等；

·系统成本低：对于许多安装系统来说，IP监控系统经实践证明是成本较低的一种系统。开放和标准的网络、服务器和存储设备使多个厂商可以参与市场竞争，打破了单一厂商垄断DVR 市场的局面。此外，只需要较低的外加硬件作为安装和维护成本，就能获得较好的性能表现，很清楚，IP 监控可节省相当多的成本。

与一些错误说法相反，DVR 并不是最终的解决方案，而是CCTV技术发展上的一个里程碑。实践证明，IP 监控技术有其先进性，这两种技术之间存在着很大的不同，如今人们才刚刚认识到这一点。

误区二

“IP 技术还不成熟。若这种技术更好，那为什么安防解决方案的供应商们不大力推介这种技术呢？ ”

实际情况：这种错误说法引发了许多相关的问题，这些问题都与安防市场的结构和购买方式有很大关系，而与IP 监控解决方案的性能和可靠性关系不大。

IP 监控是一种较新的技术，当前许多有实力的厂商都将DVR 作为一种具有竞争性的解决方案。这些厂商都想保护DVR方面的投资，这是很自然的事情。新技术和新思路要求在集成商、咨询公司和厂商之间建立一种知识体系和架构，以摆脱当前传统的想法和程序。我们当中有多少人还记得是何时人们被告知打字机能够满足我们所有的要求，是谁需要这些新发明的文字处理器？是否是很遥远的事情了？让我们再看一下盒式播放器或VCR，它们已被DVD所取代了，而要想改变已经习惯的技术和思维方式是需要时间的。

IP监控的安装数量，以及集成商和代理商的数量每天都在增长。市场不久就会发现IP 监控的优越性，以及支持这种系统架构的数量正在飞速增长。

如果这些证据还不够明确，那么，IBM进军网络安全市场，Cisco和Proxim也开始研究这一领域等现象进一步肯定了我们的观点。

误区三

“IP监控不能满足企业级应用的要求。”

实际情况：安装规模越大，系统性能要求越高，则IP监控系统就越能显示出极强的竞争性和优越性。

在上面得到的IP监控系统的优点中，可升级性是高端用户所要求的。例如Axis接到的订单 通常包括200 和300 台以上摄像机的安装，目前为止最大的数量是1,300 台摄像机，其中一些用在国际机场和监狱等高安全性的地方。这种错误说法很容易被纠正：IP 监控的应用案例证明，它完全可以满足企业级的要求。实际上，政府和机场等大型监控系统的合同中都提定IP 是首选的架构，而12个月之前，情况还不是这样。

误区四

“网络视频图像质量没有模拟的好。”

实际情况：质量好的网络摄像机带有与模拟摄像机相同的高质图像传感器 (CCD) 和镜片。而且，通过采用视频服务器，模拟摄像机或现已安装的模拟摄像机可与IP监控系统结合起来。我们必须要强调，这是说高质量的网络摄像机是供专业部门来使用的。这些高质量的专用网络摄像机不应与低端网络或电脑网络摄像头混为一谈。实际上，这些类型的摄像机在功能上还达不到全功能网络摄像机的水平。

不久之后，当采用了兆象素级的清晰度，网络摄像机和IP 监控技术就将可以提供更高级的图像质量，而模拟摄像机却受到NTSC/PAL 标准中0.4 Mpixel 清晰度的限制。

误区五

“网络摄像机的成本比模拟摄像机高，使IP 监控的费用昂贵。”

实际情况：网络摄像机确实比模拟的贵，因为它们包括相当多的功能，如：数字化、图像压缩和智能化。如果我们对硬件的总成本进行分析 (摄像机、电缆和录像设备)， 就可以发现IP监控系统通常比DVR 更有优势。如果我们把安装成本考虑进来，因为基于IP的架构在成本上比模拟同轴电缆低很多，所以IP监控系统的优点就更明显。此外，利用PTZ 控制的系统要求铺设附加线路，而IP 则不用。以太网电源是另外一种节约成本的功能，它不需要电源线，并与IT 网络中心的不间断电源相连。

在Axis于2002年完成的高端安装项目中，有300 被网络摄像机安装在非常重要的高安全区，并配有高帧速率的录像设备。安装一套完整的IP视频监控系统的总成本是80万美元或2700美元/路。同样的功能，若安装DVR则成本大约为180万美元，或6000美元/路，比IP监控系统高2倍还多。

误区六

“如果我已安装了模拟摄像头，那么就不应选用IP监控系统，因为DVR 才是我所需要的。”

实际情况：其实未必如此，视频服务器技术可大显身手。领先的IP 监控厂商不用投入多大的资本就可获得视频服务器。视频服务器将模拟视频信号转换成网络数字视频流，就好象是将模拟摄像机转换成网络摄像机。大多数IP 监控安装项目包括模拟摄像机、网络视频服务器和完全由网络摄像机所组成的单元。具有全部网络功能的系统和已有的模拟摄像机，对于应用先进有的P监控技术来说不会产生什么障碍。

误区七

“通过网络传输全部的视频数据将出现过载，使这一技术无法应用。”

实际情况：若只有几台摄像机，那么现有的高速以太网(100Mbit)办公网络通常能满足所有传输要求。对压缩而言，单个普通网络摄像机的视频流速度是每秒0.2 到 2.0 Mbit，这取决于压缩率、大小和帧速率。对任何配置网络摄像机和视频服务器的大型系统来说，我们推荐一种分离式网络视频系统。

铁路交通系统为例，如果现有的线路很拥挤，那么需要建立另一套线路。就企业规模而言，本地网内核应在千兆以太网上运行。利用网络交换机和路由器，网络的分割是很容易的。另外，可采取其他特殊的步骤来保证IP 监控技术与系统的整合，而不会对网络增加负担。

另外，由于网络摄像机内置了智能功能，因此可根据事件、活动状态和时间来确定发送信息的帧速率。在许多情况下，当视频有记录的必要性时，摄像机才通过网络来发送视频，这种情况的概率可能只有10%，而有90%的时间是还需要传送视频的。

误区八

“通过IP网络传输视频，以达到安全的目的是不可靠的。”

实际情况：虽然互联网主要被应用于公共信息的领域，但在配有防火墙、VPN和口令保护等安全措施的情况下，互联网还可用来传输各种敏感信息。银行和金融机构通常将互联网作为一种媒体，以在全球范围内进行金融交易，而且，互联网已显示出用于安全监控等方面的应用。与这种新的数字技术完全不同，模拟监控系统无法对信息进行加密或鉴别，使“黑客”很容易访问到有关信息，甚至还可以在网上窜改信息 (与影片《Ocean"s 11》一样)。这种情况在安全的IP 网络上是不可能出现的。

误区九

“IP 监控没有其他技术可靠；例如当网络瘫痪时。”

实际情况：在60、70年代开发 IP 网络架构的基础时，提供冗余能力是首先需要具备的条件。同样，传输链路、应用服务器、存储器和交换机都有相应的维护阶段和可选的通讯路径。存储器可被加固，且服务器可使用备份电源、热交换RAID 盘、纠错内存和双模网卡。

这都取决于网络设计者，虽然小型网络不可能配备所有的安全措施，但选择高质量的网络IT 组件比装有VCR或DVR的CCTV系统要更可靠。值得注意的是，凭借标准的服务器和网络设备，系统更换硬件所用的时间和成本都比专业的DVR解决方案要低。

误区十

“IP 监控至少还要等五年才能实现。”

实际情况：这种说法是最大的错误！从1996年首台网络摄像机问世到目前为止，Axis已安装了280,000 多路网络视频，同时人们对IP 监控的兴趣及这方面的订单仍在持续增加。无论是成本、性能、可靠性还是其他方面，IP 监控都是一种成熟的解决方案，并会不断发展和完善成为未来的核心技术。

关键技术点

压缩编码

视频压缩的目的是在尽可能保证视觉效果的前提下减少视频数据量。由于视频是连续的静态图像，因此其压缩编码算法与静态图像的压缩编码算法有某些共同之处，但是运动的视频还有其自身的特性，因此需要考虑帧间相关冗余性来获得更大压缩率。压缩方式主流是MPEG-4，而H.264因为更好的表现而逐渐为各个厂家争先采用。真正的H.264压缩算法并不简单，可以实现低码流高清晰度。H.264算法本身就由很多小项组成，如果严格按照标准，处理器很难处理过来，因此，各家都是根据自身情况进行优化及选择性开发。

图像清晰度

图像清晰度是最直观的指标，是不同产品编码压缩技术的一个直接考量。实际上，脱离了码流限定而对比清晰度跟脱离了光圈孔径而比较摄像机照度一样没有意义。通常，对于CIF分辨率，码流可以设定在512K比较，对于4CIF分辨率，可以设定在1.5M来比较。对于一般场所，4CIF的分辨率基本能够满足监控需求，其实际效果与500线左右模拟摄像机的清晰度是相当的。百万高清摄像机越来越热，而百万高清摄像机的确可以突破传统模拟摄像机的技术限制，给我们更多的细节和更大的视野，但是也带来更高的网络带宽及存储空间的需求。因此，在项目中根据特定场所部署一定的百万像素摄像机可以给用户带来全新技术体验和价值。

升级与扩容

IP监控系统是完全开放的、基于网络的架构，那么，对于存储设备、管理软件，部署在哪里已经不重要，只有前端摄像机等视频采集设备根据需求现场部署，其他设备理论上在网络上任何节点都可以。相对于模拟系统硬件的核心矩阵，IP监控不再有硬件的核心设备，取代之的是网络和软体。那么，对于系统的升级、扩容将会少了很多束缚。

系统稳定性

数字视频的很大一个应用仍然是实时观看和事后调查，而不稳定的系统将为客户带来巨大隐患，没人知道系统瘫痪时正好会发生什么大事情，而对于DVR,薄弱环节在硬盘;对于NVR，薄弱环节在网络及服务器，因此，归根到底，薄弱环节还是在计算机操作系统及硬盘存储系统，既然IP数字视频依附于电脑及硬盘，因此合理规划系统及适当冗余是好的办法，当然，对于DVR及编码器，还是应该选择稳定性强的单体设备。

视频分析

视频分析技术来源于计算机视觉，它能够在图像及图像描述之间建立映射关系，从而使计算机能够通过图像处理和分析来理解画面中的内容，其实质是“自动分析和抽取视频源中的关键信息”。智能视频监控将大量的、枯燥的视频图像分析工作交给编码器或计算机，将保安人员从传统的监控任务中解脱出来，系统自动探测跟踪并触发报警，保安人员只需要进行录像查看，确认警情并联络相关部门采取措施。IP视频技术将视频分析的实现成为可能。

网络功能

网络是数字视频系统建设的最大瓶颈和最需要考虑的环节。网络是高速公路，视频是车，当然路越宽越好，但这是不可能的，因此，根据车的流量设计路是必须的。视频流的主要部分是存储，存储基本是始终进行的，而监控可能是随机的，因此在规划时必须明确存储服务器、监控终端在网络节点的位置，进而明确主要监控流、存储流，来设计网络带宽分配。对于NVR及DVR，双码流是不错的功能，可以平衡存储及远程传输的矛盾，双码流技术的实现有双处理器及高频处理器两种。