新一代監控技術(shù)發(fā)展趨勢及衍生的新需求

隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)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(chǎn)生的效益拉開(kāi)距離，整個(gè)社會(huì )對安防的需求在不斷增加，市場(chǎng)提出了企業(yè)大范圍、遠距離監控的需求，如銀行跨地區聯(lián)網(wǎng)監控。由于模擬監控存在的各種問(wèn)題，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將圖像進(jìn)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(xiàn)來(lái)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(gè)前端的攝像機配置對應的監視器，所以往往需要在同一個(gè)監視器上對若干個(gè)攝像機的圖像進(jìn)行輪回顯示。模擬信號傳輸到后端后，一般是通過(guò)音視頻切換矩陣來(lái)切換控制各模擬信號上電視墻或單個(gè)監視器，但由于整個(gè)系統都是模擬信號傳輸，所以可做到畫(huà)面效果非常清晰，并且可以無(wú)延時(shí)情況發(fā)生。

不過(guò)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(guò)程中增加信號放大器，但不能改變其本質(zhì)），使得該系統的傳輸距離被同軸電纜限定在一個(gè)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(jiǎn)單的切換等管理，使得在大項目應用時(shí)，還要面對龐大的模擬信號的存儲問(wèn)題。雖然目前也有新一代的數字硬盤(pán)錄像機來(lái)替代原來(lái)的VCR，解決了視頻的存儲問(wèn)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(zhì)問(wèn)題沒(méi)有改變。

數字網(wǎng)絡(luò )化集中管理應運而生

隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，根據馬斯洛需求理論，人們對安全需求增加，并隨著(zhù)安全防護的使用成本與其產(chǎn)生的效益拉開(kāi)距離，安防需求不斷增加，市場(chǎng)提出了行業(yè)、企業(yè)大范圍、遠距離監控的需求。如銀行跨地區聯(lián)網(wǎng)監控時(shí)，由于模擬監控存在的各種問(wèn)題，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將圖像進(jìn)行遠程傳輸的集中監控方式應運而生。在數字化網(wǎng)絡(luò )化監控方案中，攝像頭前端設備出來(lái)的信號已經(jīng)從數字化并經(jīng)過(guò)了壓縮，可以直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸，從而解決了同軸電纜的傳輸距離和傳輸成本的問(wèn)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(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的成熟及互聯(lián)網(wǎng)的大范圍普及，遠程監控已經(jīng)滲透到教育、醫療、政府、娛樂(lè )場(chǎng)所、道路交通、城市治安等多種領(lǐng)域。

網(wǎng)絡(luò )化帶來(lái)傳輸及安全技術(shù)需求

由于目前的網(wǎng)絡(luò )傳輸技術(shù)并不是針對現在的這種恒定碼流的圖像傳輸用的， TCP/IP協(xié)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(wǎng)絡(luò )傳輸時(shí)產(chǎn)生了數據延時(shí)。眾多的小數據包容易在公網(wǎng)中丟失，造成圖像解碼出錯。針對網(wǎng)絡(luò )傳輸視頻的需求，催生了一些新技術(shù)的發(fā)展。

壓縮算法的需求：標準化的H.264算法

由于網(wǎng)絡(luò )帶寬的改變是一個(gè)重要工程，根據目前的技術(shù)和運營(yíng)商的情況，網(wǎng)絡(luò )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(wǎng)絡(luò )環(huán)境中傳輸更多的視頻，市場(chǎng)對視頻的壓縮算法提出了要求。H.264算法以運算復雜來(lái)提升壓縮質(zhì)量，實(shí)現了在低碼流下（包括無(wú)線(xiàn)傳輸用的碼流）保持清晰完整的圖像技術(shù)，并能適應各種網(wǎng)絡(luò )帶寬，為視頻網(wǎng)絡(luò )傳輸提供了保證。

網(wǎng)絡(luò )安全傳輸技術(shù)的需求：加密算法

前面提到，數字化網(wǎng)絡(luò )傳輸的方式?jīng)Q定了網(wǎng)絡(luò )傳輸過(guò)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(guò)計算機傳輸可以實(shí)現很好的數據加密傳輸，但是在前端設備直接接入網(wǎng)絡(luò )，其沒(méi)有計算機處理復雜加密的性能存在，很難實(shí)現網(wǎng)絡(luò )數據的加密。
圖像完整性保證的需求：WATER－MARK技術(shù)

由于數字化的圖像是通過(guò)數學(xué)模型算出來(lái)的，存在圖像容易被修改的情況，使得整個(gè)錄像證據不能被法庭采用，而失去了很多應用價(jià)值。而水印技術(shù)本來(lái)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(huì )增加編碼處理性能，使得現在很多場(chǎng)合并沒(méi)有使用標準的復雜度的水印技術(shù)。

網(wǎng)絡(luò )傳輸流暢性需求：動(dòng)態(tài)碼流及壓縮格式變化技術(shù)

前面已經(jīng)提過(guò)，因為現在的網(wǎng)絡(luò )傳輸技術(shù)并不是針對固定視頻流的傳輸而設計，所以目前視頻在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )傳輸時(shí)，網(wǎng)絡(luò )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(chǎng)合中，視頻的實(shí)時(shí)傳輸是遠程監控的必要條件，使得網(wǎng)絡(luò )設備必須具備網(wǎng)絡(luò )動(dòng)態(tài)偵測環(huán)境，并動(dòng)態(tài)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(wèn)題。由以上需求所提出的現存技術(shù)難點(diǎn)，我們得出：網(wǎng)絡(luò )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(shù)等進(jìn)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(wǎng)絡(luò )化帶來(lái)的技術(shù)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(shí)時(shí)、高可靠、低功耗、低成本化等特點(diǎn)，一般具備以下特征：至少有一個(gè)以上的CPU核；具有規范的總線(xiàn)架構；具有RAM 資源(或片上訪(fǎng)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(shù)可以實(shí)現H.264的高復雜度的算法運算，并可針對視頻編碼方面進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現最優(yōu)化效果。SoC ASIC除了具備如處理那樣的系統處理能力，同時(shí)硬件芯片的其他優(yōu)點(diǎn)，如實(shí)現硬件加密等功能。

就如海思在國內推出的H.264的3510系列芯片，它就是針對視頻網(wǎng)絡(luò )化的趨勢開(kāi)發(fā)出來(lái)的一款SOC芯片，它采用了海思專(zhuān)業(yè)H.264硬件編碼器和加速引擎 (可使用標準的解碼器來(lái)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(diǎn)。