視頻監控行業的興起：模擬監控系統的時代。上世紀60年代，隨著黑白攝像機逐步走進民用領域，最早的視頻監控系統誕生了，稱為閉路電視監控系統（CCTV），采用模擬方式傳輸，以VCR (Video Cassette Recorders)為核心。視頻、音頻信號的采集、傳輸、存儲均采用模擬模式，畫面質量較高，但局限性也很明顯：該系統只覆蓋較小的地理范圍，難以組成跨區域的大型視頻監控系統；系統的安裝、調試和運行維護成本及難度較高；難以與電子門禁、周界防范等其他電子系統形成系統聯動。當代，該技術體制與信息系統技術體制難以兼容，已逐漸退出市場，被數字化、網絡化視頻監控系統所替代。

數字監控系統。在上世紀90年代中期，以DVR (Digital Video Recorder)為代表的第二代視頻監控系統出現于視頻監控市場上。DVR使用戶可以將模擬視頻信號進行采樣并數字化之后存儲在電腦硬盤上，在計算機或大屏幕上播放。這一階段的攝像機依然屬于模擬攝像機的范疇，記錄的是模擬信號。90年代末期，隨著網絡帶寬、計算機處理能力和存儲容量的提高，以及各種視頻技術的出現，視頻監控步入全數字化的網絡時代，稱為第三代遠程數字視頻監控系統。這一時期，我國安防行業進一步發展，本土安防企業相繼成立。

智能監控系統：網絡攝像機時代。隨著網絡攝像機與互聯網的發展，智能視頻監控系統應運而生。智能視頻監控針對復雜場景內感興趣的區域和目標自動進行檢測、分割、跟蹤、分類和識別，并對異常事件進行檢測和標注，IBM、Sony、CMU等科研院校和公司都在該領域進行了大量研究。最近十年來人工智能與深度學習快速發展，智能視頻監控算法的準確性也上了一個新臺階。在2015年LFW國際人臉識別比賽中，機器識別的準確率達到99.55%，首次超越了人眼。技術瓶頸逐漸被打破使得智能視頻監控逐漸成為未來的主流。　　

視頻監控行業的興起

《速度與激情8》四月登陸內地熒屏之后可謂一騎絕塵，上映首日票房突破4億。除了飆車飆坦克這樣令人血脈噴張的場面之外，片中的高科技也是賺足了眼球，其中一個承接第七部與第八部劇情的關鍵技術就是“天眼”。影片中的“天眼”系統可以調用地球上任何位置的攝像頭來搜索或者是監視你想找到的任何一個人或者是物。印象深刻的一幕是多米尼克為了躲避塞弗的天眼監控，把汽車開進一個小巷子里，那里只有一個攝像頭，他打開汽車引擎蓋來遮擋攝像機的拍攝。我們對這些“黑科技”似乎越來越見怪不怪了，因為視頻監控已經深入我們的日常生活了：開車闖紅燈之后你的車牌會被馬路上的攝像機拍個正著；你可以在上班間隙看一看孩子們的上課狀態，因為每間教室都有攝像機；出現交通事故或者發生意外之后調取監控錄像等等。在丁酉年的今天，生活在都市中的人們享受著視頻監控帶來的安全感，然而30、40年前，視頻監控乃至整個安防行業都是極不完善的，如果你問一個人什么是安防，相信絕大多數人都會說“沒有聽說過”。

視頻監控行業是安防行業的一個子行業。安防行業主要由工程商、銷售商、產品供應商、服務商、運營商等五大類企業組成，其中工程商負責安防產品的設計、安裝和服務；銷售商負責渠道建設和銷售；產品供應商負責安防產品的生產和供應；服務商提供中介和咨詢服務；而運營商則提供報警運營服務。在產品供應商提供的安防產品中又分為實體防護產品和電子防護產品，其中實體防護產品包括防盜門柜及防彈運鈔車、防爆安全檢查設備和人體安全防護設備等。電子防護產品包括視頻監控系統、門禁系統、入侵報警系統、出入口控制系統和社區安全防范系統。視頻監控系統由攝像機、攝像機配件、控制設備、數字錄像設備和視頻服務器等產品構成。

模擬監控系統的時代。上個世紀60年代，黑白電視機、黑白攝像機從誕生開始逐漸應用在軍事領域，伴隨著黑白攝像機逐步走進民用領域，最早的視頻監控系統誕生了，稱為閉路電視監控系統（CCTV），采用模擬方式傳輸，也叫做模擬監控系統。

模擬監控系統是指以VCR (Video Cassette Recorders)為代表設備的傳統CCTV監視系統，主要設備由模擬攝像機、專用電纜、視頻切換矩陣、模擬監視器、模擬錄像設備和盒式錄像等構成，被稱為第一代監控系統。

其系統主要特點是視頻、音頻信號的采集、傳輸、存儲均采用模擬模式，畫面質量較高，經過幾十年的發展，技術成熟、系統功能完善；但模擬視頻系統的技術存在較大局限性，在系統的使用過程中存在如下難以克服的弊端：由于射頻專用電纜傳輸距離有限，模擬視頻監控系統只覆蓋較小的地理范圍，難以組成跨區域的大型視頻監控系統；系統的安裝、調試和運行維護成本及難度較高；難以與電子門禁、周界防范等其他電子系統形成系統聯動。在數字化飛速發展的當代，模擬視頻監控系統技術體制與信息系統技術體制難以兼容，無法實現圖像信息的交互；成為標準的信息孤島，視頻圖像難以有效發揮作用。因此，模擬視頻監控系統作為第一代視頻監控系統已逐漸退出市場，被數字化、網絡化視頻監控系統所替代。

1979年至1992年，是我國安防行業起步階段。1979年公安部在石家莊召開的“全國刑事技術預防專業工作會議”，被公認為是中國安防行業誕生的標志。此后相繼成立了全國安防標準委員會、安防檢測中心和中國安全防范產品行業協會。這一時期以博物館、要害單位監控建設為主，并初步形成了安防產業鏈和產品結構。

數字監控系統

2.1數字化本地監控系統

在上世紀90年代中期，以DVR (Digital Video Recorder)為代表的第二代視頻監控系統出現于視頻監控市場上。DVR使用戶可以將模擬的視頻信號進行采樣并數字化之后存儲在電腦硬盤而不是盒式錄像機上，并在計算機或大屏幕上以播放。它突破了第一代模擬監控系統在視頻圖像顯示、存儲、回放和檢索等圖像處理方面的技術瓶頸，以高性能的多媒體計算機替代模擬監控系統中的視頻矩陣和磁帶機，采用模塊化結構，實現視頻監控系統后端(監控中心)的圖像顯示和存儲功能的一體化設計。提供友好的人機交互界面和基于計算機網絡或總線網絡的多級分控能力，每一級都有自我管理和控制的功能，并可以受上一級的控制。

數字硬盤錄像機(DVR)是多媒體監控系統的核心，采用微機和Windows平臺，在計算機中安裝視頻壓縮卡和相應的DVR軟件，不同型號視頻卡可連接多路視頻信號，支持實時視頻和音頻的采集、播放和存儲。這一階段的攝像機依然屬于模擬攝像機的范疇，記錄的是模擬信號。

根據攝像機的外形可以將其分為槍式攝像機、半球攝像機、一體云臺攝像機以及快球一體化攝像機。攝像機的主要部件是CCD（Charge Couple Device），能夠將光線信號轉變為電荷信號，根據光的強弱積聚不同數量的電荷，不同像素積累的電荷在視頻時序的控制下逐漸外移，經過濾波放大處理后形成視頻信號輸出。評估攝像機清晰度的指標是水平分辨率，單位是電視線（TVLine），其數值越大成像越清晰。隨著CCD的不斷發展，視頻監控的清晰度得到提高，就模擬攝像頭來說，水平分辨率個380線發展到650線。一般的，攝像頭的水平分辨率達到480線就可以稱為高清攝像頭

2.2全數字化監控系統

在90年代末期，隨著網絡帶寬、計算機處理能力和存儲容量的快速提高，以及各種實用視頻技術的出現，視頻監控步入了全數字化的網絡時代，稱為第三代遠程數字視頻監控系統。這一時期，我國安防行業得到了進一步的發展，大大小小的本土安防企業在這一時期成立。

智能監控系統：網絡攝像機時代

3.1網絡攝像機

1996年，全球第一臺網絡攝像機在安訊士誕生，由此奠定了安訊士網絡視頻輝煌之路的基礎。由于當時中國互聯網發展處于起步階段，網絡視頻監控更是無人問津。在互聯網大浪潮的背景下，經過數十年的發展，如今網絡攝像機已經隨處可見。

網絡攝像機，也叫IP攝像機，即IP Camera，簡稱IPC，近幾年得益于網絡帶寬、芯片技術、算法技術、存儲技術的進步而得到大力發展。IPC的特點主要體現在“ IP”上，即支持網絡協議的攝像機，IPC可以看成是“模擬攝像機+視頻編碼器”的結合體，從圖像質量指標講，又可實現高于“模擬攝像機+視頻編碼器”能達到的效果。

IPC是新一代網絡視頻監控系統中的核心硬件設備，通常采用嵌入式架構，集成了視頻音頻采集、信號處理、編碼壓縮、智能分析、緩沖存儲及網絡傳輸等多種功能，再結合錄像系統及管理平臺，就可以構建成大規模、分布式的智能網絡視頻監控系統。

在模擬攝像機中，CCD傳感器所產生的模擬信號首先經過模/數（A/D）轉換器轉換為數字信號，然后由攝像機內置的DSP芯片進行信號處理，如增益、降噪、背光補償等處理。經過DSP處理后的數字信號又經過數/模（ D/A）轉換重新轉化為模擬信號，用于在同軸電纜上進行傳輸，然后傳輸至DVR或DVS后再次進行模/數（A/D）轉換來完成編碼壓縮工作，這樣多次模/數、數/模轉換過程犧牲了大量圖像質量。網絡攝像機就避免了這一問題，保證了圖像的清晰度

IPC的硬件構成一般包括鏡頭、圖像傳感器、聲音傳感器、信號處理器、模/數轉換器、編碼芯片、主控芯片、網絡及控制接口等部分組成。光線通過鏡頭進入傳感器，然后轉換成數字信號由內置的信號處理器進行預處理，處理后的數字信號由編碼壓縮芯片進行編碼壓縮，最后通過網絡接口發送到網絡上進行傳輸。

3.2高清監控

在模擬監控時代，根據攝像機的電視線數量來區分高清與否；在網絡視頻監控時代，高清主要指百萬像素級的IP攝像機。目前高清視頻監控系統可謂三足鼎立，模擬高（960H）、數字高清（HD-SDI）、網絡高清（IP高清）同時存在并各有其市場及應用。960H攝像機的清晰度相對傳統模擬攝像機可以提升30%，提升雖然有限但是基本可延續原來的模擬系統架構；HD-SDI的優勢在于其高清晰度及無延時特點，不過整體系統相關配套設備要求較高；網絡高清發展迅猛，隨著編碼效率的提高、帶寬成本及存儲成本的逐步降低，已經得到越來越多的認可，不過實時性稍差。

目前，IP高清占絕對優勢，HD-SDI技術在一定領域有其自身的優勢及價值空間。 HD-SDI監控以未壓縮高清數字信號實現高質量、低延時、高保真的圖像應用；而IP高清系統為了解決網絡傳輸及存儲問題，進行了視頻的壓縮及解壓縮過程。SDI系統在很大程度上是針對IP高清系統的無法克服的弱點而產生的， 即IP高清系統的網絡延遲性、 網絡架構復雜、攝像機與后端平臺&存儲設備的不兼容性等問題，但SDI的聯網應用靈活性遠不如IP高清應用

3.3智能視頻監控系統

人工進行視頻監控效率極低，比如一個監控人員去監控兩路不太繁忙的畫面，10分鐘之后將會丟失45%的監控信息，22分鐘之后將會忽略95%的視頻信息。在網絡攝像機與互聯網的不斷發展下，智能視頻監控系統就應運而生了。智能視頻監控是針對紛繁復雜、動態變化的場景內感興趣的區域和目標自動進行檢測、分割、跟蹤、分類和識別，并對異常事件進行檢測和標注，對動態場景進行語義描述，包括IBM、Sony、CMU等科研院校和公司都在該領域進行了大量的研究。

馬里蘭大學在1999年開發了W4智能視頻監控系統。該系統針對室外場景人的行 為識別展開研究，通過提取外觀特征可實時對人體四肢和頭部進行跟蹤，并根據局部跟蹤結果進行遮擋條件下的多人跟蹤、攜帶物品檢測、多人交互以及簡單的動作識別。AVITRACK (Aircraft surroundings, categorized Vehicles and Individuals Tracking for Airport Region Activity model interpretation and Check ) 的研究團隊以法國SILOGIC 為首，包括英國雷丁大學、法國INRIA、以及挪威、奧地利等國的多個計算機視覺研究機構，該系統于2003年立項，2005年10月初步實現了主要功能。

隨著智能視頻研究的不斷深入，采用多攝像機對目標進行大范圍、長時間跟蹤成為新的研究熱點。2007 年，位于硅谷的美國富士施樂帕拉阿圖 實驗室(FXPAL) 率先構建了一個網絡環境下室內多攝像機監控系統DOTS (Dynamic Object Tracking System)，采用二十部AXIS 網絡攝像機對辦公大樓內的走廊、電梯、出入口、會議室等公共場所進行24小時不間斷監控。

智能視頻監控的核心就是通過計算機來提取出符合人類認知的語義理解，像人一樣分析視頻數據，比如判斷目標的行為以及運動軌跡等，不論是目標識別階段或者是行為分析階段，智能視頻監控算法是其核心。

隨著日益嚴峻的安全形勢，全球范圍內對視頻監控的需求與日俱增，部署的攝像頭密度也越來越高。根據獨立報數據，2006年英國有450萬個由閉路電視控制的攝像頭，每個英國人平均每天會被拍到300次；2008年美國安裝的攝像機已經超過了2000萬臺；2010年中國超過1000萬個監控攝像頭用于城市監控與報警系統。據國土安全市場研究報告，攝像頭安裝的年復合增長率為10%左右，到2020年，每年將會產生3.3萬億小時的視頻。面對海量的數據，智能視頻監控系統是大勢所趨。

目前的智能攝像頭或多或少都具有計算能力，集成了數據處理芯片。簡單的比如對視頻圖像進行壓縮，功能強大的可以在攝像頭內部進行數據處理分析直接達到報警或者目標識別的預期功能。隨著最近十年來人工智能與深度學習的快速發展，智能視頻監控算法的準確性與效率也上了一個新臺階。在2015年LFW國際人臉識別比賽中，機器識別的準確率達到了99.55%，首次超越了人眼。技術瓶頸逐漸被打破使得智能視頻監控逐漸成為未來的主流。