数字化检 控发展趋势

数字化检控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，视频检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检控系统。数字化检控以其直观、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检控技术革命。安防行业数字化的进程非常迅猛，尤其是从2000年开始，全国各地的检控系统工程都纷纷数字化。据权威部门统计，近年来国内数字化检控行业平均每年的增幅在15％-30％，我国图像检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、远程实时检看等等。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、检狱、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检控的场所就会应用到DVR系统。一、数字检控产品现状自2000年以来，数字化检控市场得到了飞速的发展，国内诞生了一批新兴的数字化检控产品生产企业，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，将数字化检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，同时也使原有的检控市场发生了根本性的变化，模拟检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检控产品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）从实现检控的路数上划分：1-4路的低路数数字检控产品；6-10路的中路数数字检控产品；12-16路及以上高路数数字检控产品；（3）从存储状况来划分：数字检控产品可分为带存储的DVR和不带存储的前端检控产品；二、数字检控行业当前的困扰从现阶段所有的DVR检控产品来看，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，如环境检控、小区检控、广场检控、交通路口检控等地方基本可以满足检控要求。但是在一些重要的检控场所，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检控，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检控，以免出现差错，同时要对存取金钱的顾客进行细致的人物检视，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、检狱、超市、考场等检控场所，则需要对进出的人物、行李进行细致的检视、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、检控，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。所有这些检控需求在现有的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，不能达到理想的检控效果，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检控系统来说，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。如何能够在不增加过多的数据容量之下，提高记录的图像画质，是当今检控行业，尤其是重要检控场所所迫切需要解决的问题。三、数字化检控行业未来趋势未来数字化检控行业的主要发展趋势将会朝着低数据量、高清晰度方向发展。原因有以下几点：1、现阶段检控行业所记录的352×288（CIF格式）图像质量，难以满足重要检控场所对检控图像高清晰度的需求；2、在对记录的CIF图像放大进行检看的过程中，图像会有很大的失真，并伴有马赛克现象出现；3、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，如何才能够满足检控需求呢？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检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，在这种高分辨率的检控记录图像下，能够看清楚任何的检控细节，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-4MPEG-1图像质量D1CIFCIF图像最大分辨率720×576352×288352×288图像分辨率可调CIF、QCIF、HalfD1、D1CIF、QCIFCIF、QCIF数据容量/小时（一般情况）290M60M280M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，使得高清晰度检控成为可能。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检控板卡，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检控图像记录成CIF格式，在出现报警后，可以自动将检控画面记录成HalfD1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检控细节，分辨出细微特征，从而达到检控需求。六、总结数字化检控行业对当今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，满足对细节检控的要求。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检控行业首选的产品。数字化检测——从传统蓝图打印时代跨越到无纸化的检测（发布时间：2009-5-2712:00:44点击：346）致力于持续不断的产品创新、效率提升、成本降低与品质提高，从而在日渐激烈的市场竞争中脱颖而出，无疑是现代制造业的普遍追求。为此，各种现代的制造技术，如CAD(计算机辅助设计技术)、CAM(计算机辅助制造)、CIM(计算机集中管理)、高性能数控加工中心、网络系统以及先进的生产管理系统(ERP)在企业当中得到了广泛应用与推广。今天，在现代化的工厂，不仅是设计和制造环节实现了电脑化和数字化，连同物品出入库管理、生产管理以及各工序管理，凡是与制造相关的一切过程全面依靠计算机统一管理与规划，操作现场的CAD、CAM、CAE的各个系统均经由网络统一到主计算机进行管理。通过全面依靠无缝连接从设计到生产的各个环节，这些技术实现了制造效率和产品品质较以往的提升，并不断做得更好。以PC-DMIS为核心的EMS企业计量解决方案，在企业现有CAD系统、先进生产管理系统和网络技术的基础上，实现了将用户的计量操作从设计一直延伸到最后的检测，改传统的蓝图打印为现代的无纸数字化检测。我们知道，当前很多工厂的检测过程是这样实现的：设计和工艺部门将设计和工艺规划以纸面方式传递到检测部门，检测部门需要根据图纸要求进行测量机的联机编程，这样做一方面需要检测部门花费大量的时间和精力进行图纸分析，另外一方面还要浪费测量机宝贵的机时，同时检测信息的传递缓慢，最后的检测报告不便于管理，共享和追溯困难，从而使得工厂的整个检测环节效率低、难于与现代以数字为显著特征的工厂制造进行紧密融合。测量技术的发展为数字化检测铺平了道路EMS企业计量解决方案，以软件为平台，不仅充实了用于计量检测环节的测量技术，同时还将测量延伸到了设计环节–PC-DMIS检测规划(PC-DMISInspectionPlanner)、制造环节-PC-DMISNC以及最终的报告共享(PC-DMISWebReporter)，提供了一整套完成的、可升级与相互兼容的软件组件，面向从小型的车间一直到跨国工厂，用来监控和管理整个系统的质量。整套系统的工作类似于Microsoft®Office，各单个产品具有相似的外观和操作感受，同时还便于进行数据共享，在一些情况下还可以相互间共享检测程序。在CAD设计环节，PC-DMIS检测规划自动能够读取来自CAD的检测信息，并通过脱机编程(PC-DMISOffline)的方式进行检测程序的编制、模拟测试与路径优化。所有的通过脱机编程编制的程序通过企业中心数据库进行存储。测量机可根据生产管理系统的指令从中心数据库进行相应检测程序的调用，检测完成后，自动检测测量结果上传到中心数据库，供生产管理系统使用。所有来自检测系统的测量数据可通过统计分析软件和网络报告器进行统计分析，并可使得不同的人按照不同的权限浏览相关的产品信息。以下是关于数字化检测过程的简单示意图：所有的测量过程都是通过先进计算机、软件和网络技术进行，能够快速适应设计的变化，并可及时实现对整个制造过程的调整。技术要点在整个数字化检测过程中，我们主要通过检测规划-脱机编程-联机检测-网络数据化管理等核心环节实现。PC-DMISPlanner–将设计意图转化到检测程序中PC-DMISIP连接设计和检测，使得无纸化检测成为现实。CAD设计人员利用电子方式标注图纸，这些符号成为了CAD模型的一部分，通过CAD直读接口功能，直接导入多种CAD软件格式的零件GD&T国际标准的质量检测信息PC-DMISOffline：导入IP文件自动生成测量程序，并自动优化测量路径，进行脱机碰撞测试，保证程序的可靠性。PC-DMISOnline：