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融入整體信息管理應用是視頻監控系統發展的方向
時間:2019-05-28 15:19來源:安防知識網

 

  從20世紀90年代開始,人類社會步入了信息時代。信息技術不斷創新,信息產業持續發展,信息網絡廣泛普及,信息化成為全球經濟社會發展的顯著特征,并逐步向一場全方位的社會變革演進。進入21世紀,信息化對經濟社會發展的影響更加深刻。廣泛應用、高度滲透的信息技術正孕育著重大突破。信息資源日益成為重要生產要素、無形資產和社會財富,被認為是與土地、能源、材料同等重要的戰略物資。作為信息采集、分析和運用工具的信息系統,在經濟和社會各個領域得到充分應用,重要性日益顯著。

  信息系統(Information system)是一個由人、計算機及其他外圍設備等組成的能進行信息的收集、傳遞、存貯、加工、維護和使用的系統。

  視頻監控系統就是采集圖像并對圖像進行傳輸、保存、顯示的圖像監控和管理系統。

  由于圖像也是一種信息,從概念上分析,視頻監控系統本身就屬于信息系統。

  但是,長久以來,視頻監控系統并沒有與組織的核心信息管理應用實現融合,而是作為安全防范工具,在組織安全管理領域發揮作用,游離于組織戰略實施核心應用之外。具體原因如下:

  首先,技術方面,由于圖像信息占據很大的數據空間,在信息保存、傳輸和分析各方面都面臨很大的技術挑戰,滿足組織核心管理需求的成本也很高。

  舉例說明:

 ?。?) 即使采用先進的H.265圖像壓縮技術,如果我們將一臺720P攝像機拍攝的視頻圖像保存一個月,計算結果,每月保存圖像占用的硬盤空間約為1.14TB。如果視頻監控系統僅僅作為安全防范的工具,我們只需要保存異常事件發生時的圖像,這類事件發生的頻率不會高,圖像保存的成本并不高。但是,如果將視頻監控系統作為組織核心管理應用的工具,就必須保存大量的圖像,對硬盤數量的要求很高,也增加了組織硬件投入成本。

 ?。?) 大量的圖像信息保存后,如何對組織所關注的圖像信息實現有效提取、分析、統計,這對系統軟、硬件提出了更高的要求。傳統視頻監控系統圖像管理,主要依靠管理人員人工觀看、判別并提取有效信息。作為安全防范的主要工具,由于安全事件發生的數量不多,依靠人工觀察尚有可行性。如果視頻監控系統作為組織核心信息管理應用,需要分析、管理的圖像信息數量大大增加了,這種情況下,如果僅僅依靠人工對圖像信息進行觀察和管理,已經是不可能的了。組織需要有效的圖像識別、提取和分析軟件,這類軟件研發的技術難度遠遠高于對于文字和數據進行分析管理的軟件。同時,這類軟件運行的效率依賴系統的運算速度,又對系統硬件性能提出了更高要求。

  第二,管理方面,以前各類組織的信息化程度不高,對于信息系統運用處于比較低的層次,對于圖像信息的需求并不強烈。

  一般來說,組織中,根據信息服務對象的不同,信息系統可以分為三個層次:

 ?。?)   面向作業處理系統——用來支持業務處理,實現處理自動化的信息系統,如辦公自動化系統等。

 ?。?)   面向管理控制系統——輔助企業管理,實現管理自動化的信息系統,如電子數據處理系統等;

 ?。?)   面向決策計劃系統——用來支持企業決策的信息系統,如決策支持系統等。

  以前,組織對于核心信息系統的重點要求是滿足組織日常具體事務的自動化處理需求,實際上只發揮了系統在作業處理和部分管理控制方面的作用。

  現代組織才漸漸把信息系統作為組織戰略的保證系統,讓信息系統立足于組織戰略,結合組織日常業務流程,實現智能化管理,真正將核心信息管理運用升級為面向組織決策計劃和分析的數字化系統,從而發揮系統強大的管理作用。

  因此,在原有管理模式下,組織將視頻監控系統融入核心管理應用的要求并不迫切。

  隨著信息科技的發展,信息在組織中的作用日益顯著,組織對于信息運用的要求越來越高,將視頻監控系統融入整體信息管理應用是必然趨勢。

  一、視頻監控系統融入組織整體信息管理應用的技術可行性

  信息科技的進步,解決了視頻監控系統融入組織整體信息管理應用的可行性問題。這可以從以下三方面分析:

 ?。ㄒ唬┛萍冀餃瞇畔⒐芾砘∩璞傅男閱芴嶸?、成本下降,逐步滿足了將視頻監控系統融入組織整體核心信息管理應用的功能需求和成本控制需求。

  英特爾(Intel)公司創始人之一戈登·摩爾(Gordon Moore)曾經提出來摩爾定律,其內容為:當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍?;謊災?,每一美元所能買到的電腦性能,將每隔18-24個月翻一倍以上。這一定律揭示了信息技術進步的速度。

  摩爾定律只是一種觀測或推測,自從1965年摩爾提出后,半個世紀以來,這個定律被證明是基本正確的。以常用電腦為例,一般情況下,電腦硬盤的平均價格以每年25%的速度下降,中央處理器(CPU)則以每年40%的速度下跌。(近幾年,由于原材料和人工成本的上升,價格下降趨勢不明顯)。

  2002年底,英特爾公司正式在全球發布含HT超線程技術的新款奔騰4處理器,主頻為3.06GHz,是第一款采用業界最先進的0.13微米制造工藝、每秒計算速度超過30億次的量產微處理器。

  2018年,市場上普通電腦CPU的運算速度為:酷睿i7-2600每秒是1124億次運算,酷睿i3-2300每秒256億次運算,E2140是每秒128億次,酷睿i5-2310每秒495億次運算。

  2018年普通電腦的CPU運算速度相對于2002年最先進的計算機,提升了數倍到數十倍。

  硬盤的性能和價格,也有這樣的趨勢。20多年來,單個硬盤的容量擴大了1000倍,而每GB容量的硬盤價格也下降了1000倍。見下表:

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  實際上,由于摩爾定律是關于半導體芯片發展速度的規律,而半導體芯片又是所有電子產品的基礎,各個領域的電子產品的質量隨著芯片的發展而發展著。電子產品的發展又促進工業設備的發展,提高生產工藝、降低生產成本,從而帶動各個產業的發展。比如網線,六類網線帶寬250M赫茲(250MHz),支持千兆(1000Mbps)速率的傳輸;超五類網線帶寬155M赫茲,支持百兆速率的傳輸,現在六類網線生產成本下降,促進了六類網絡的普及,提高了網絡傳輸速度和效率。我們重點以硬盤容量和價格以及CPU運算速度舉例,只是因為兩者和視頻監控系統關系密切:單個硬盤容量的擴大,意味著在不增加環境空間體積的前提下,硬盤保存的信息量越來越多,而硬盤價格的下降,也降低了信息保存的成本;而CPU運算速度的加速,讓大數據分析、匯總的速度加速,大大提高了復雜運算的實用性。這都為視頻監控系統融入組織整體管理信息運用奠定了基礎。

 ?。ǘ└骼嘈畔⒉杉璞傅氖只?、網絡化為各個獨立系統組網創造了條件。

  隨著信息科技的發展,數字化和網絡化已經成為各類信息采集設備和工具的生產標準。數字化指的是采集的信息以數字方式記錄、傳輸和保存。網絡化指相關設備和工具能夠直接連接到常用的有線或者無線網絡中,將采集的信息直接傳輸到管理中心。各類信息采集設備和工具實現數字化和網絡化,為組織建立統一的信息管理中心,實現信息集成管理和應用奠定了技術基礎。

  視頻監控系統的發展就經歷了三個不同階段:從傳統的模擬視頻監控升級為利用圖像處理設備實現模擬數字轉換的數字視頻監控,發展到現在已經普遍實施的網絡化數字視頻監控網絡數字監控。

  網絡化數字視頻監控網絡數字監控就是攝像機端已經將傳統的模擬視頻信號轉換為數字信號,通過計算機網絡來傳輸,通過智能化的計算機軟件來處理。系統將傳統的視頻、音頻及控制信號數字化,以IP包的形式在網絡上傳輸,實現了視頻/音頻的數字化、系統的網絡化、應用的多媒體化以及管理的智能化。

  現階段,很多機械設備、生產工具、傳感器等等都已經數字化和網絡化。

  各類信息設備的數字化、網絡化意味著信息系統的結構將由集總式向集散式系統過渡。集散式系統采用多層分級的結構形式,具有微內核技術的實時多任務、多用戶、分布式操作系統,以實現搶先任務調度算法的快速響應。組成集散式監控系統的硬件和軟件采用標準化、??榛拖盜謝納杓?,系統設備的配置具有通用性強、開放性好、系統組態靈活、控制功能完善、數據處理方便、人機界面友好以及系統安裝、調試和維修簡單化,系統運行互為熱備份,容錯可靠等優點。

  各類信息設備的數字化和網絡化在某種程度上打破了布控區域和設備擴展的地域和數量界限。系統網絡化實現了整個網絡信息系統硬件和軟件資源的共享以及任務和負載的共享,從而讓各類信息系統實現融合成為可能,各類信息系統有機結合,能夠在組織信息管理、數值計算、過程控制和科學決策等各個領域發揮更強大的作用。

 ?。ㄈ┤砑際醯奶嶸?,尤其是基于深度學習的人工智能技術的開發和應用,逐步解決了關于圖像匹配和提取方面的技術難題。

  隨著信息科技的進步,尤其是計算速度的提升,大大提高了系統處理復雜軟件能力?;讜萍撲?、大數據和人工智能的各類軟件產品和技術蓬勃發展,促進了圖像信息管理和應用新技術的繁榮。

  2016年3月9日,李世石與谷歌圍棋AlphaGO人機五局大戰,在韓國首爾開戰。在第一局比賽中,AlphaGO獲勝,取得1-0的領先。這場勝利,標志著基于深度學習的人工智能發展到了一個新階段。

  傳統的計算機軟件核心是人的思考,人負責思考解決問題的方法,把復雜的計算交給計算機。這種軟件在人類自己都沒有完全搞明白的領域中應用就會存在很大的局限性。就像圍棋,每位世界冠軍都對每個局面及其應對有不同的理解,沒有標準答案,他們如何能確保計算機軟件走出正確的每一步?

  基于深度學習的人工智能的核心全部是計算機,人只要將規則和要求告訴計算機,計算機通過深度學習自己總結方法,然后通過計算把滿足要求的方法和結果告訴人類。人工智能能夠讓計算機在探索人類未知領域發揮更顯著的作用。以下圍棋為例,人類只要把下棋規則和目的(獲勝)告訴計算機,計算機通過深度學習(自己和自己下棋,根據比賽結果,總結方法)自我提升水平,最終計算機就能夠面對不同局面計算出獲勝概率最大的一步棋。

  基于深度學習的人工智能拓寬了計算機軟件應用領域。

  在圖像信息匹配、提取等應用場景,本來也有很多人類沒有完全解決的應用難題。現在人類可以把這些難題交給計算機,計算機通過深度學習自己找出解決問題的辦法,從而拓展了系統應用的深度和廣度?;諫疃妊暗娜斯ぶ悄芤丫謖廡┝煊蠆Ч?。

  以人臉識別為例,采用人工智能,依托于人臉深度學習算法,能夠大大降低人臉比對時間,提高了人臉比對的準確性。

  以大數據、云計算及人工智能為代表的軟件技術提升補齊了各類信息系統融合所需技術板塊的最后一塊拼圖。

  二、視頻監控系統融入組織整體信息管理應用的必要性

  科技的發展推動了人類思想的進步,促進了管理需求的提升,從而對于視頻系統融入整體信息管理應用有了更迫切的需求。

  信息技術的不斷創新,推動了社會經濟的發展,也必然促進全方位的社會變革。全球信息化正在引發當今世界的深刻變革,重塑世界政治、經濟、社會、文化和軍事發展的新格局。

  在這個背景中,組織對信息應用會有更高的要求。這是因為每個組織都不是孤立于這個社會的,與其他組織有密切的聯系。由于信息科技在信息管理、數值計算、過程控制和科學決策等各個方面都能發揮強大的作用,當個別或者部分組織運用信息技術推進內部信息化進程時,其他組織無論是為了合作還是競爭,都不得不響應挑戰,加入到信息化進程中,從而帶動了整個社會各個領域的變革。

  也因此,視頻監控系統加快了融入組織整體信息管理應用的步伐。原因可以概括為兩點:

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  圖像是人類視覺的基礎,是自然景物的客觀反映,是人類認識世界和人類本身的重要源泉。“圖”是物體反射或透射光的分布,“像”是人的視覺系統所接受的圖在人腦中所形版的印象或認識,照片、繪畫、地圖、書法作品、影視畫面等都是圖像。

  圖像是客觀對象的一種相似性的、生動性的描述或**,是人類社會活動中最常用的信息載體?;蛘咚低枷袷強凸鄱韻蟮囊恢直硎?,它包含了被描述對象的有關信息。它是人們最主要的信息源。據統計,一個人獲取的信息大約有75%來自視覺 。

  圖像信息具有直觀性、全面性和可靠性的特點,在組織管理和應用中具有不可替代的作用。對信息管理和應用者來說,圖像信息的直觀性可以讓大家直接感知事物、模型或者對象,使大家獲得感性認識;圖像信息的全面性能夠讓大家觀察到執行的全過程,覆蓋全部細節。由于圖像信息不容易修改,即使修改也能夠被發現和鑒證。所以圖像信息具有較大的可靠性,能夠幫助信息管理和應用者了解真實的過程。

  由于圖像信息的特點,彌補了文字和數據信息的缺陷,為組織提升管理效率提供了強大支持,組織對于圖像信息應用的要求將逐步提升,對視頻監控系統融入組織整體信息管理應用的需求也會逐步提升。

 ?。ǘ┦悠導囁叵低車娜諶胱櫓騫芾磧τ媚芄桓慕芾砟J?,提高組織管理效率,讓信息系統發揮更加巨大的作用。

  傳統企業在部署信息系統時,往往采用針對特定問題漸進式實施的方案,“頭痛醫頭”,缺乏整體戰略,所以導致組織內各個信息系統之間關系松散,不能形成合力,成為一座座信息孤島、數據孤島與應用孤島。組織建設整體信息管理應用體系就是根據戰略目標和需求是優選各種技術和產品,進行設計開發,在信息系統框架設計、技術選型、實現方法等方面進行升級,將各個分離的“信息、數據和資源孤島”連接成為一個完整、可靠、經濟和有效的整體,并使之能彼此協調工作,發揮整體效益,達到整體優化的目的。現在的整體信息管理應用體系的建設目標已經不只是為組織提供信息共享的功能,而是通過網絡的建立,將復雜的硬件、軟件、業務、信息、服務、人有機結合起來,以此為用戶最大限度地整合各種信息資源,并在滿足組織戰略需求的基礎上,提高組織的投資效率、管理效率與經營效率,最終幫助組織實現戰略目標。

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  隨著寬帶網絡技術的日益發展,傳統的以文字和數字為主的內容服務已不能滿足組織的管理需求,具有視頻和音頻的多媒體內容服務即將成為主流。作為獲取多媒體信息來源主要渠道的視頻監控系統,由于具備提供直觀、全面和可靠信息的特點,融入組織整體信息管理應用體系已經成為大勢所趨。視頻監控系統融入組織整體信息管理應用體系后,有助于實現信息系統組成方案的硬件、軟件、業務、人員等的有機結合,從而達到滿足組織管理要求的完整體系。包含視頻管理系統的整體信息管理應用,以信息的集成為目標,功能的集成為結構,平臺的集成為基礎,人的集成為保證,通過全方位的集成,組成了滿足組織戰略的整體智能化系統。

  三、視頻監控系統融入組織整體信息管理應用所面臨的挑戰

  組織建設整體信息管理應用體系的主要特點是:前端??榛?、傳輸網絡化、處理數字化、系統集成化和管理智能化。視頻監控系統要融入組織整體信息管理應用也必須滿足這些特點。

  視頻監控系統的供應商包括設備生產商和系統集成商。系統集成化和管理智能化是對系統集成商的要求,而前端??榛?、傳輸網絡化、處理數字化則是對視頻監控系統設備生產商提出的要求。因此,實現視頻監控系統融入組織整體信息管理應用的難點可以分成兩部分進行分析。

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  現在,視頻監控系統主流設備都已經實現了傳輸網絡化、處理數字化。主流視頻監控系統中信息流(包括視頻、音頻、控制等)已經全部從模擬狀態轉為數字狀態,徹底打破“經典閉路電視系統是以攝像機成像技術為中心”的結構,根本上改變視頻監控系統從信息采集、數據處理、傳輸、系統控制等的方式和結構形式。

  所以,對于視頻監控系統設備生產商的主要要求在于保證系統??榛?。設備生產商在設計和生產視頻監控系統相關設備時,必須關注系統信息的共享需求,即設備生產商不僅需要保證本系統設備的性能和質量,完善系統本身運行體驗,還必須保障系統在組織整個管理體系中的地位,在生產相關設備時,使用標準的編碼壓縮模式并提供開放式的協議,保證系統能夠響應組織整體管理需求,配合系統集成商分析、管理和調用視頻監控系統采集和保存的數字化信息。

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  視頻監控系統融入組織整體整體信息管理應用對系統集成商也提出了更高的要求。

  系統集成商不僅僅需要具備安防系統的設計和施工能力,還應該具備信息系統集成的能力,能夠將計算機軟件、硬件、網絡通信等技術和產品集成為能夠滿足組織特定需求的信息系統,具體工作包括總體策劃、設計、開發、實施、服務和保障。

  系統集成商的重要任務不只是設備選擇和供應,更重要的,是必須具備高技術含量的工程實施能力,能夠面向組織需求提供全面解決方案,其核心是軟件開發能力。系統集成商的中心工作不僅僅是保證系統的正常運行,更重要的是配合組織的戰略要求,最大程度發揮系統的作用,以適應組織發展需要。

  綜上所述,隨著信息科技的發展,技術進步保證了視頻監控系統融入組織整體信息管理應用、發揮更大效益的可行性;傳統的智能化系統注重的是功能和應用,當信息的重要性逐步上升時,組織對于智能化系統的關注重點轉換到了信息的采集、分析和應用,組織不僅希望智能化系統能夠提供滿足應用需求的功能,更希望它們成為實現戰略目標的工具。因此,視頻監控系統設計、生產和建設也必然會從聚焦功能轉變為聚焦信息的系統;理念提升促進了組織對于信息系統智能化需求的升級,點燃了組織建立融入視頻監控系統的整體信息管理應用體系的熱情。因此,視頻監控系統融入組織整體信息管理應用的發展方向是明確的,設備生產商和系統集成商都應該在產品戰略和技術保障方面做好儲備。

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