安防知識：談一談監控技術發展趨勢及衍生的新需求

        隨著經濟的發展，人們的安全意識不斷提升，以及安全防護的使用成本與其產生的效益拉開距離，整個社會對安防的需求在不斷增加，市場提出了企業大范圍、遠距離監控的需求，如銀行跨地區聯網監控。由于模擬監控存在的各種問題，通過網絡將圖像進行遠程傳輸的集中監控方式應運而生。
　　傳統模擬監控（閉路電視監控）一般采用同軸電纜直接傳輸攝像機的模擬視頻信號，采用雙絞線來傳輸其他設備的數字信號。由于監控中心不可能（也不需要）對每個前端的攝像機配置對應的監視器，所以往往需要在同一個監視器上對若干個攝像機的圖像進行輪回顯示。模擬信號傳輸到后端后，一般是通過音視頻切換矩陣來切換控制各模擬信號上電視墻或單個監視器，但由于整個系統都是模擬信號傳輸，所以可做到畫面效果非常清晰，并且可以無延時情況發生。
　　不過模擬監控系統的弊端也是明顯的，由于同軸電纜傳輸距離短，信號容易衰減和被干擾（雖然可以傳輸過程中增加信號放大器，但不能改變其本質），使得該系統的傳輸距離被同軸電纜限定在一個小范圍內，并且模擬信號管理非常不方便，使用的矩陣系統一般也就能處理簡單的切換等管理，使得在大項目應用時，還要面對龐大的模擬信號的存儲問題。雖然目前也有新一代的數字硬盤錄像機來替代原來的VCR，解決了視頻的存儲問題，但其傳輸前端還采用模擬方式，使得模擬監控前端的存在的本質問題沒有改變。
　　數字網絡化集中管理應運而生
　　隨著經濟的發展，根據馬斯洛需求理論，人們對安全需求增加，并隨著安全防護的使用成本與其產生的效益拉開距離，安防需求不斷增加，市場提出了行業、企業大范圍、遠距離監控的需求。如銀行跨地區聯網監控時，由于模擬監控存在的各種問題，通過網絡將圖像進行遠程傳輸的集中監控方式應運而生。在數字化網絡化監控方案中，攝像頭前端設備出來的信號已經從數字化并經過了壓縮，可以直接通過網絡傳輸，從而解決了同軸電纜的傳輸距離和傳輸成本的問題，圖像上百倍壓縮的效果，使得視頻監控多路傳輸成為可能，使得大型項目集中監控成為可能。
　　目前，隨著網絡技術的成熟及互聯網的大范圍普及，遠程監控已經滲透到教育、醫療、政府、娛樂場所、道路交通、城市治安等多種領域。
　　網絡化帶來傳輸及安全技術需求
　　由于目前的網絡傳輸技術并不是針對現在的這種恒定碼流的圖像傳輸用的， TCP/IP協議把數據打成小數據包傳輸，然后到目標端再重新組合，使得網絡傳輸時產生了數據延時。眾多的小數據包容易在公網中丟失，造成圖像解碼出錯。針對網絡傳輸視頻的需求，催生了一些新技術的發展。
　　壓縮算法的需求：標準化的H.264算法
　　由于網絡帶寬的改變是一個重要工程，根據目前的技術和運營商的情況，網絡帶寬的使用成本是制約大家使用更大帶寬的主要因素，所以為了盡量在目前網絡環境中傳輸更多的視頻，市場對視頻的壓縮算法提出了要求。H.264算法以運算復雜來提升壓縮質量，實現了在低碼流下（包括無線傳輸用的碼流）保持清晰完整的圖像技術，并能適應各種網絡帶寬，為視頻網絡傳輸提供了保證。
　　網絡安全傳輸技術的需求：加密算法
　　前面提到，數字化網絡傳輸的方式決定了網絡傳輸過程中，數據包容易丟失或者被截取，使得視頻安全性受到挑戰。一般通過計算機傳輸可以實現很好的數據加密傳輸，但是在前端設備直接接入網絡，其沒有計算機處理復雜加密的性能存在，很難實現網絡數據的加密。
    圖像完整性保證的需求：WATER－MARK技術
　　由于數字化的圖像是通過數學模型算出來的，存在圖像容易被修改的情況，使得整個錄像證據不能被法庭采用，而失去了很多應用價值。而水印技術本來是一種很好的保護方式，但是由于算法復雜，而且增加水印算法后，會增加編碼處理性能，使得現在很多場合并沒有使用標準的復雜度的水印技術。
　　網絡傳輸流暢性需求：動態碼流及壓縮格式變化技術
　　前面已經提過，因為現在的網絡傳輸技術并不是針對固定視頻流的傳輸而設計，所以目前視頻在進行網絡傳輸時，網絡并不穩定，制約了我們需要的固定視頻流傳輸的效果。而且在一些場合中，視頻的實時傳輸是遠程監控的必要條件，使得網絡設備必須具備網絡動態偵測環境，并動態自身調節碼流和圖像編碼格式的功能。
　　解決方式
　　由于主流DSP處理性能的不足，不能解決上述功能需求，而高性能DSP的成本非常高，所以我們建議以ASIC的方式解決DSP處理能力不足的問題。由以上需求所提出的現存技術難點，我們得出：網絡化視頻傳輸的前端必須具備強大的壓縮處理能力，并且具備計算機的一些處理能力，以方便對加密算法，水印技術等進行處理。
　　普通的ASIC芯片不具備上述能力，所以我們認為具有復雜處理能力的SOC架構的ASIC具備解決視頻網絡化帶來的技術需求和成本矛盾。
　　ASIC SoC是一種面向特定應用的片上系統,具有高性能、強實時、高可靠、低功耗、低成本化等特點，一般具備以下特征：至少有一個以上的CPU核；具有規范的總線架構；具有RAM 資源(或片上訪存控制器)；具有適量的I/O設備；具有可擴展的接口等。
　　由于SoC是面向特性應用的片上系統，結合硬件加速等技術可以實現H.264的高復雜度的算法運算，并可針對視頻編碼方面進行優化，實現最優化效果。SoC ASIC除了具備如處理那樣的系統處理能力，同時硬件芯片的其他優點，如實現硬件加密等功能。
　　就如在國內推出的H.264的3510系列芯片，它就是針對視頻網絡化的趨勢開發出來的一款SOC芯片，它采用了專業H.264硬件編碼器和加速引擎 (可使用標準的解碼器來播放)、硬件的DES/3DES加密算法等，使得該芯片克服了目前DSP運算能力不足和ASIC芯片系統不夠靈活的缺點。