文/陳遠 中星電子股份有限公司產(chǎn)品經(jīng)理

　　2015是SVAC產(chǎn)品發(fā)展的重要一年，隨著更多平安城市等涉及社會公共安全的視頻監(jiān)控項目明確要求支持SVAC技術標準，越來越多的廠商推出支持SVAC標準的攝像機、存儲設備、解碼器和平臺產(chǎn)品。據(jù)了解，包括中星電子、大華股份、天地偉業(yè)、浙江宇視等30多個廠商的近300種不同類型的產(chǎn)品在公安部檢測中心通過了SVAC標準檢測，呈現(xiàn)出百花齊放的良好市場局面，而SVAC標準的特性在這些產(chǎn)品的實現(xiàn)也更加全面和深入。

　　SVAC國家標準的全稱是GB/T 25724-2010《安全防范監(jiān)控數(shù)字視音頻編解碼技術要求》(英文名稱Technical specification of surveillance video and audio coding)，是我國安全防范視音頻監(jiān)控領域的一項基礎性關鍵技術標準，由公安部和工信部組成聯(lián)合工作組，共40余家單位的技術專家歷時三年編制而成，于2010年12月23日經(jīng)國家質量技術監(jiān)督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會批準發(fā)布，并于2011年5月1日開始實施。從那時開始，安防監(jiān)控系統(tǒng)中原來一直由MPEG4、H.264系列視頻編解碼標準獨占的領域出現(xiàn)了SVAC這個新的身影。

　　盡管從市場上琳瑯滿目的視頻監(jiān)控產(chǎn)品所采用的編碼標準來看，目前H.264還是占據(jù)絕對的數(shù)量優(yōu)勢，但是考慮到H.264作為一種通用的視頻編碼標準，繼承了M-JPEG、MPEG2、MPEG4等編碼技術在包括視頻監(jiān)控領域在內的視頻編解碼市場基礎，同時H.264作為一個國際標準，全球參與其技術應用的資源廣泛且歷時十余年的發(fā)展(H.264標準于2003年3月正式發(fā)布)，SVAC這個根據(jù)我國社會公共安全對視音頻監(jiān)控的現(xiàn)時需求和未來發(fā)展需求而自主制定的標準在這幾年從無到有，業(yè)內廠商從猶疑觀望到積極投入，其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展速度讓人矚目。

　　SVAC標準有多項針對安防監(jiān)控應用的視音頻編解碼特殊要求和實現(xiàn)手段，如高精度可擴充的視頻數(shù)據(jù)編碼、上下文自適應二進制算術編碼、感興趣區(qū)域的變質量編碼、可伸縮視頻編碼以及支持安防監(jiān)控專用信息、支持數(shù)據(jù)安全保護、聲音識別特征參數(shù)編碼、面向聲音異常事件的變質量編碼等技術，能很好地滿足當前我國各行業(yè)、各領域廣泛開展安全防范監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)建設的迫切需要，特別是公安實戰(zhàn)應用中對視頻圖像“忠實于現(xiàn)場”的特定需求。而從目前SVAC產(chǎn)品在市場應用中的情況來看，除了早期頗為吸引眼球現(xiàn)在已經(jīng)普遍實現(xiàn)的ROI和SVC功能之外，廠商和用戶對SVAC標準的應用更多地擴展到能與實戰(zhàn)結合的監(jiān)控專用信息的特色產(chǎn)品上來。

　　SVAC標準針對監(jiān)控實際需求，支持絕對時間、特殊監(jiān)控事件等監(jiān)控專用信息。絕對時間信息通過專門語法與視音頻壓縮編碼數(shù)據(jù)一起傳輸和存儲，便于系統(tǒng)檢索查詢、視音頻同步和多路視頻同步。特殊監(jiān)控事件類型通過專門語法與視音頻壓縮編碼數(shù)據(jù)一起傳輸和存儲，便于系統(tǒng)檢索查詢，實現(xiàn)對視頻大數(shù)據(jù)的充分發(fā)掘利用。

　　SVAC的特殊監(jiān)控專用信息的來源有兩種：攝像機自身進行智能分析的結果，以及外部信息采集設備的輸入。

　　攝像機自身進行智能分析的結果作為SVAC監(jiān)控專用信息，與目前已經(jīng)被廣泛接受的分布式前端智能架構設計理念相同，都是充分利用前端攝像機強大的運算能力，通過對所采集的視頻數(shù)據(jù)進行分析，提煉出各種視頻特征，例如監(jiān)控畫面中的車牌號碼、車型、顏色、車標等車輛信息，或者是出現(xiàn)的人臉位置等信息，進行SVAC監(jiān)控專用信息編碼后，插入到SVAC編碼的視頻流中，這樣在平臺端進行實時預覽或者查詢錄像時，這些監(jiān)控專用信息和對應的視頻片段就建立了緊密的關聯(lián)，可以通過查詢車輛信息、比對人臉圖片等方式查詢和定位到對應的視頻位置，充分發(fā)掘出視頻錄像的高效利用價值。

　　除了針對視頻的智能分析之外，在某些應用場景，異常情況的出現(xiàn)是以突然出現(xiàn)的巨大聲音為特征的，例如夜間停止作業(yè)的倉儲區(qū)域，在有人闖入之前，可能畫面并沒有異常，但因為破門破窗等行為產(chǎn)生了異常的聲音，這個時候針對視頻的智能分析沒有用武之地，而音頻智能分析就能派上大用場。SVAC監(jiān)控前端可以對采集的聲音信號進行頻域或者時域上的分析，當超出預設的閾值時，認為已經(jīng)探測到異常情況，繼而把報警信息作為監(jiān)控專用信息加以編碼，并插入SVAC視音頻碼流中，傳輸?shù)胶笈_用于實時的告警或者便于事后的查詢。這一處理方式與以前攝像機的智能視頻分析功能對出現(xiàn)越界、逆行等異常情況時的處理類似，但把監(jiān)控攝像機的智能分析從視頻數(shù)據(jù)擴展到音頻數(shù)據(jù)，讓監(jiān)控攝像機不僅“目明”，而且“耳聰”。

　　現(xiàn)在的視頻監(jiān)控系統(tǒng)早已超越了單純的視音頻編碼錄像這一基礎功能，更多的項目應用中需要攝像機能對接外部的信息采集設備，例如身份證識讀器、門禁控制器、指紋識讀器等各種物聯(lián)網(wǎng)探測終端，這些探測終端采集的信息逐漸成為SVAC監(jiān)控專用信息的另外一個重要來源。以刷卡為例，目前的SVAC攝像機已經(jīng)可以通過RS-485等接口連接身份證識讀器或者門禁控制器，將獲取的二代身份證相關信息(身份證號碼、姓名等)，或者來自門禁控制器的卡號等信息進行監(jiān)控專用信息編碼，插入SVAC視頻流中，隨同視頻流一起傳輸、存儲和呈現(xiàn)。利用這些監(jiān)控專用信息可實現(xiàn)“以證查人”(按身份證號碼、門禁卡號查詢刷卡視頻)、“以人查證”(根據(jù)刷卡視頻獲取畫面中人員的身份證或門禁卡號信息)等功能。

　　理論上講，所有采集各種物聯(lián)網(wǎng)信息的設備都可以利用這種方式與SVAC攝像機結合，衍生出各種豐富多彩的應用。例如：我們已經(jīng)看到有用戶把蔬菜大棚的溫濕度信息結合視頻進行SVAC編碼應用于智慧農業(yè)項目;有用戶把風速風向及環(huán)境污染檢測數(shù)據(jù)結合視頻進行SVAC編碼應用于工地揚塵檢測等環(huán)保項目;也有用戶對ATM機進行升級，通過將鈔票冠字號與存取款人的人臉信息結合視頻進行SVAC編碼用于金融行業(yè)安全性的提升……我們相信，充分利用SVAC監(jiān)控專用信息的這一針對安防視頻監(jiān)控實戰(zhàn)需求而定義的特性，市場上將會出現(xiàn)越來越多的特色應用，把視頻監(jiān)控的智能化應用推向一個新的高度。

　　視音頻數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中的傳輸會帶來非授權訪問、非法監(jiān)聽等問題，同時數(shù)字視頻數(shù)據(jù)易于被故意篡改且難以察覺。而在一些應用場合，安全防范監(jiān)控數(shù)據(jù)的機密性、完整性和非否認性至關重要。為了實現(xiàn)這些安全目標，在傳統(tǒng)的安全防范監(jiān)控應用中，相關安全機制大都在編解碼環(huán)節(jié)之外，如在傳輸層實現(xiàn)，這種方式不能從信源(視音頻編碼環(huán)節(jié))開始保證數(shù)據(jù)的安全，同時也使得一些媒體信息安全機制不能得到有效利用。

　　加密可以有效保護數(shù)據(jù)的機密性，防止非授權訪問和非法監(jiān)聽。認證可以識別視音頻的產(chǎn)生源以及所對應的視音頻數(shù)據(jù)是否完整或被篡改。SVAC標準規(guī)定了加密和認證接口及數(shù)據(jù)格式，支持對數(shù)據(jù)的安全保護，既保證了以統(tǒng)一的語法格式支持多種加密和認證算法，便于互聯(lián)互通，也保留了足夠的擴展靈活性，充分考慮到技術發(fā)展帶來更高性能的加密和認證方式的增加和擴充。

　　SVAC標準中對視頻加密、視頻認證功能的技術實現(xiàn)和數(shù)據(jù)結構等進行了描述，但是如果和視頻加密與認證密鑰(或數(shù)字證書)的管理、驗證等有關的體系架構沒有明確標準的話，還不足以構建一個完整的視頻監(jiān)控安全體系。在相關的視頻加密和認證標準正式頒布實施之前，我們已經(jīng)看到最新的智能SVAC芯片內置加密處理單元和數(shù)字證書存儲單元，支持SVAC標準定義的加密和認證功能，支持國標加密、認證算法和數(shù)字證書管理，數(shù)據(jù)防篡改、信源可信，保證監(jiān)控數(shù)據(jù)的保密性、真實性和完整性，為實現(xiàn)SVAC標準定義的視頻加密、視頻認證功能奠定了良好的基石，這些功能的完整實現(xiàn)和在項目中的廣泛應用是新的一年中非常值得期待的事情。

　　SVAC2.0的標準尚在制定之中，在新版本的SVAC標準頒布實施和廣泛應用之前，符合現(xiàn)有版本標準的SVAC產(chǎn)品還有可以繼續(xù)優(yōu)化和完善之處，例如支持更高精度的視頻數(shù)據(jù)和達到更好圖像質量與更高編碼效率的平衡。

　　視頻監(jiān)控領域要求視頻圖像要適應高動態(tài)范圍，并希望看到更多的圖像細節(jié)。視頻數(shù)據(jù)精度(位寬)低會導致圖像對比度下降、圖像細節(jié)和層次丟失，造成圖像原始內容的損失。SVAC標準支持高精度視頻數(shù)據(jù)，以減少編解碼環(huán)節(jié)的圖像信息損失，保證存儲的視頻數(shù)據(jù)盡可能真實、完整的保留拍攝場景的信息和圖像細節(jié)，目前視頻采集、顯示設備都可以支持到10-bit甚至更高精度的數(shù)據(jù)，如果編解碼器只支持8-bit數(shù)據(jù)，會成為系統(tǒng)的短板，降低系統(tǒng)整體性能。在已經(jīng)實施的SVAC標準中定義了對8/9/10-bit視頻數(shù)據(jù)的支持，并保留了未來擴充至12到16-bit的可能。通過對編碼芯片的技術升級，目前已有廠商實現(xiàn)了10-bit視頻數(shù)據(jù)的SVAC網(wǎng)絡攝像機，從實測情況看，比市面上已有的攝像機(幾乎全部為8-bit數(shù)據(jù)編碼)，采用10-bit數(shù)據(jù)編碼的攝像機產(chǎn)品在顏色豐富性，寬動態(tài)范圍等方面有著非常顯著的優(yōu)勢。

　　隨著4K等更高分辨率的趨勢到來，以及系統(tǒng)中攝像機數(shù)量的大幅增加，怎樣平衡更好視頻質量和更高編碼效率成為業(yè)界共同面對的挑戰(zhàn)，這需要從視頻編碼核心算法及芯片層面的實現(xiàn)下功夫。據(jù)了解，前面提到的新一代智能SVAC芯片就通過對上下文自適應二進制算術編碼(CABAC)和B-frame技術的實現(xiàn)，在更低碼流下獲得了更好的視頻質量。

　　結合當前市場上SVAC產(chǎn)品應用中特色功能的實現(xiàn)方式的說明，以及未來一段時間SVAC產(chǎn)品新功能演進的趨勢分析，我們可以充分相信，正是因為SVAC標準的很多規(guī)范都是基于實戰(zhàn)需求進行定義，因為SVAC產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟企業(yè)孜孜不倦地在算法、芯片、整機、平臺全面投入，SVAC國家標準的產(chǎn)業(yè)化步伐將進一步加快，在安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應用將更加迅速地普及。