浅谈数字化监控的迅猛进程及其发展趋势
随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高以及各种实用视频信息处理技术的出现，视频监控进入了全数字化的网络时代，即是通常所说的第三代视频监控系统。数字化监控以其直观、方便和内容丰富等特点，日益受到人们的重视和关注，国内正在爆发一场数字化监控技术革命。安防 行业数字化的进程非常迅猛，尤其是从2000年开始，全国各地的监控系统工程都纷纷数字化。据权威 部门统计，近年来国内数字化监控行业平均每年的增幅在15％-30％，我国图像监控行业正面临着良好的发展机遇。
近年来，适应DVR的图像压缩技术已经从MPEG-1发展到MPEG-4；DVR系统的核芯部件――图像压缩 板卡，由每卡可压缩一路音视频发展到每卡可压缩两路、四路、六路、八路音视频；板卡压缩从非实 时发展到全实时；功能也越来越完善，从基本的图像声音压缩、记录、回放发展到具有字符叠加、报 警输入输出、动态目标检测、抽帧记录、动态码流记录、图像网络传输、远程实时监看等等。DVR（数 字硬盘录像机）已经成为新世纪数字化安防的新宠儿，DVR的应用已经从最初的金融领域发展到交通、 楼宇、公安、监狱、广场、小区、机房、环境、考场等等各种应用场所，只要是想对图像和声音进行 监控的场所就会应用到DVR系统。
一、 数字监控产品现状
自2000年以来，数字化监控市场得到了飞速的发展，国内诞生了一批新兴的数字化监控产品生产 企业，其中由以数字化安防产品为代表的DVR生产企业迅速崛起，在短短几年时间里面，将数字化监控技术应用到各行各业，为社会的稳定和安定团结作出了积极的贡献，同时也使原有的监控市场发生了 根本性的变化，模拟监控产品逐步退出市场，DVR作为数字化安防工程中的主要组成部份被广泛地应用 ，民族品牌产品逐步占据市场主要份额。 现阶段最具有代表性的数字监控产品DVR主要有如下几种形态：
（1) 从结构上划分：基于工控机为主的数字硬盘录像机DVR；基于PC架构的嵌入式DVR；脱离PC 架构的嵌入式DVR；
（2） 从实现监控的路数上划分：1-4路的低路数数字监控产品；6-10路的中路数数字监控产品； 12-16路及以上高路数数字监控产品；
（3） 从存储状况来划分：数字监控产品可分为带存储的DVR和不带存储的前端监控产品；
二、 数字监控行业当前的困扰
从现阶段所有的DVR监控产品来看，所应用的图像压缩技术主要是MPEG-4和MPEG-1两种格式，但 是图像压缩则是以352×288（CIF格式）为主要的记录尺寸。这种CIF记录格式，通常情况下，在对记 录图像质量要求不太高的场所，如环境监控、小区监控、广场监控、交通路口监控等地方基本可以满足监控要求。 但是在一些重要的监控场所，则对记录的图像质量有较高的要求，例如：
1、对金融行业交易柜台存取货币监控，则需要对操作员所经手的货币面值、交易的货币张数进 行细致的监控，以免出现差错，同时要对存取金钱的顾客进行细致的人物监视，以便在出现异常情况 时，可以及时通过记录的图像来判别人物特征；
2、对机场出入口、监狱、超市、考场等监控场所，则需要对进出的人物、行李进行细致的监视、 录像，以保证在出现意外情况时能够通过记录的图像及时分辨违章、违纪和犯罪的人物以及可疑的物 品；
3、对医院手术的录像、监控，则需要高清晰度的图像记录，以便能够详细了解手术进行的过程， 手术每一个细微动作等，这对手术的教学、远程医疗指挥等都有重要意义。 所有这些监控需求在现有的DVR系统中还不能够得到有效的解决。用户常常抱怨记录的图像看不 清楚细节，有时对人物的判别只能分辨出性别，其余特征则难以辨认，记录的图像在放大后会产生出 严重的失真，有马赛克现象存在，不能达到理想的监控效果，对取证和获取相关信息的难度很大。
虽然MPEG-2压缩技术的应用可以解决压缩图像的质量，提高图像分辨率，达到720×576的画质， 但是随之而来造成每小时记录的图像数据量非常庞大。一般情况下，记录的图像数据量都会在1G/小时 /路以上，这对需要连续记录图像和声音一、两个月的DVR监控系统来说，是难以承受的，DVR系统所配置的硬盘不可能达到要求。MPEG-1压缩技术只能够提供352×288像素的图像压缩，而原有的MPEG-4压 缩技术也同样只能提供352×288像素的图像压缩。
三、DVR市场在一再追求低数据容量记录的同时，损失了记录的图像质量；
基于上述的现实状况，如何才能够满足监控需求呢？关键还是技术进步。
技术进步能够让需求得到实现。现在要求高清晰度图像进行监控的需求已经有了切实可行的解决 方案，那就是"MPEG-4+D1"，所谓D1指的是图像分辨率在720×576像素，在这种高分辨率的监控记录图像下，能够看清楚任何的监控细节，尤其是钞票的面值和张数，对人物的脸部特征也能够有非常好的 分辨。同时采用了MPEG-4压缩技术，使得记录图像的数据量大大降低，可以满足了DVR系统能够连续记 录一、两个月图像数据的需求。
四、 对MPEG-4＋D1的分析
从以下的列表中来分析MPEG-4+D1的优势。
压缩格式 MPEG-4 MPEG-1
图像质量 D1 CIF CIF
图像最大分辨率 720×576 352×288 352×288
图像分辨率可调 CIF、QCIF、Half D1、D1 CIF、QCIF CIF、QCIF
数据容量/小时（一般情况） 290M 60M 280M
对CPU资源的占用（16路同时压缩） 50％ 20％ 20％
对系统配置的要求 对显卡有一定的要求 一般要求 一般要求
最大支持的路数 16路 16路以上 16路以上
成本比较 三者之间大体相当。
从上表的比较来看，新一代高精度专利压缩算法技术的发展，使得高清晰度监控成为可能。虽 然D1画质图像压缩记录的数据量有所增大，但是相比MPEG-1压缩技术而言，数据容量并没有增加。在 同样MPEG-4压缩技术下，D1图像与CIF图像之间可以自由地进行转换，即是在出现报警信号后，系统 自动将压缩图像分辨率转换成D1高清晰度画质，其他情况下则记录成CIF格式，这样就保证了硬盘可以记录更多的数据，满足长时间记录的要求。同时通过图像格式的转换，可以在出现意外情况下，立 即实时记录高清晰度的图像画面，保证了证据获取的及时性、可辨性。在成本上，MPEG-4+D1的产品 价格同MPEG-4+CIF的价位相当，从而具有非常大的发展空间。
五、 D1产品介绍
国内专业生产压缩板卡的新加坡德加拉（成都）数码科技发展有限公司成功地研发出新一代高 精度专利压缩算法技术的压缩板卡――7000SM系列，该系列产品具有MPEG-4＋D1压缩功能，优势如下：
1、 同时兼容多种压缩格式，如：MPEG-4、MPEG-2、MPEG-1、MJPG等；
2、 压缩图像的尺寸可以从48×48像素到720×576像素以16为单位任意变化，提高了产品实用性；
3、 是国内最先采用I、B、P帧进行压缩的MPEG-4监控板卡，并且I、B、P帧可任意组合，参数可 任意调整，从而保证了所压缩的数据量更低，通常情况下，数据量在40-70M/小时，大大节约了硬盘存 储空间；
4、 具有动态抽帧功能，即是在压缩过程中随时可以抽帧，也可以随时停止，这对降低图像压缩 数据量提供了实用功能；
5、 通常情况下，记录的图像数据量较低，MPEG-4＋D1在290M/小时左右，MPEG-4＋CIF在60M/小 时左右。
6、 在压缩过程中可以实现一般情况下将监控图像记录成CIF格式，在出现报警后，可以自动将 监控画面记录成Half D1或D1格式，在报警解除后，将又恢复到CIF画面记录，极大地节约了硬盘空间， 同时又能保证在关键时刻可以看清楚监控细节，分辨出细微特征，从而达到监控需求。
六、 总结
数字化监控行业对当今DVR系统提出了两个方面的要求，一方面要求记录的图像数据量低，保证 系统能够长时间记录；另一方面要求记录的图像清晰度高，满足对细节监控的要求。这种要求在新一 代图像压缩技术的推动下，唯有MPEG-4＋D1才可以实现。可以预言，MPEG-4＋D1将是当今和未来数字化监控行业首选的产品。
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