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SVAC國家標準推廣應用任重道遠
2017-07-21

  

SVAC國家標準推廣應用任重道遠

  (安防市場報)

  前不久,中星微電子集團與公安部第一研究所在北京簽署了《SVAC國家標準相關芯片及解決方案合作協議》。5月底,中星微電子集團和國家電網湖南省電力公司在長沙簽署戰略合作協議,標志著基于SVAC國家標準的視頻監控核心技術在電力系統開始廣泛應用。529,珠海橫琴新區與中星微電子集團在珠海簽署合作框架協議,"星光中國芯物聯網工程--SVAC國家標準安防監控物聯網芯片系統研發應用產業化"項目落戶橫琴新區。該項目將在橫琴新區建設超大規模集成電路研發中心和安防監控物聯網產業基地,在廣東省及珠海市推廣應用SVAC國家標準,并吸引大量海內外高層次人才參與工作。

  根據中星微電子在其官方網站發布的新聞通稿顯示,隨著技術的成熟發展和認可程度的不斷提升,到2012年,SVAC系統及產品的潛在市場需求已達到3000億元,而且正以每年20%的速度增長。中星微簽署的以上協議不但能整合市場優勢資源,集中優勢,促進發展,進一步推進SVAC標準的產品、系統在視頻監控領域的應用和產業化進程,而且是政府和企業凝心聚力、緊密合作的典型案例,對通過制定相關國家標準、帶動高新技術產業迅速發展具有里程碑意義和重大示范作用。

  此前的音視頻編碼技術和標準,以MPEG系列和H.26X系列為代表一直都是國外標準為主。而SVAC標準是符合我國視頻監控應用需要,具有我國自主知識產權的視音頻編解碼標準。面市三年來,SVAC標準有著"我國第一個適用于國家安全領域的基礎信息技術--信源類國家標準"的無上榮耀,有著典型項目案例的標志性應用,也有著可期待的龐大市場需求,但其推廣效果始終不如人意。

  關于SVAC歷時三年出臺標準

  記者從全國安全防范報警系統標準化技術委員會(SAC/TC100)公布的數據來看,涉及安防行業的5項國標分別為:GB15207-1994《視頻入侵報警器》;GB20815-2006《視頻安防監控數字錄像設備》;GB/T25724-2010《安全防范監控數字視音頻編解碼技術要求》;GB/T28181-2011《安全防范視頻監控聯網系統信息傳輸、交換、控制技術要求》;GB/T30147-2013《安防監控視頻實時智能分析設備技術要求》。

  其中,GB/T25724-2010《安全防范監控數字視音頻編解碼技術要求》,即后來簡稱的SVAC標準。

  30余年的中國安防行業發展歷程中,由于統一的行業標準的缺乏,對行業發展的影響一直較為嚴重。行業統一標準缺失給國內安防行業造成的發展弊端不勝枚舉,結果導致不同系統的圖像不能互聯共享,不同廠商的圖像不能互聯共享,后期擴容維護異常困難,開發上層應用面臨大量的開發成本。多系統互聯互通、信息資源共享、安全管理、媒體傳送、存儲管理等許多技術沒有統一到一起,嚴重阻礙了技術與市場的發展。有業內人士表示,2010年前后,隨著數字技術的不斷發展,安防視頻監控市場已經進入從模擬設備向數字設備的轉型期。與傳統的模擬視頻相比,數字視頻技術的突出特點就是采用了全數字的圖像、聲音處理技術。隨著這些數字視頻系統的日益成熟和不斷發展,一系列相應的數字視頻監控的音視頻編碼標準也在迅速制定并不斷得到完善。

  公安部一所相關專家在媒體記者采訪時表示,從MPEG-1MPEG-4,再到H.264,中國一直都沒有掌握安防視頻監控數字音視頻編解碼標準的話語權。20073月,公安部第一研究所和全國安全防范報警系統標準化技術委員會(SAC/TC100)經過梳理分析,整理出安全防范監控視音頻編解碼和廣電媒體視音頻編解碼的主要異同點,明確了安全防范監控數字視音頻編解碼特殊需求。SVAC標準出臺前,現有的視音頻編解碼標準主要面向廣播電視應用,對視頻監控應用存在較大不適應性,呈現出對全天候、各種復雜拍攝環境下的現場還原性不佳;在壓縮編碼效率和聲音、圖像質量之間的平衡不理想;沒有考慮對智能分析和機器識別的支持;缺少對監控專用信息(如絕對時間、智能分析結果等)的支持;對視音頻內容的真實性、完整性和安全性保護不足等種種弊端。

  首先,統一的視音頻編解碼標準有利于大規模監控系統的規劃和推廣,促進安防監控產業快速發展;其次,具有國內自主知識產權的視音頻編解碼標準在信源編碼這一基礎層面上有效地保證了國家的安防安全,為構建完整的國內安防產業鏈奠定堅實基礎;另外,廣播電視應用中拍攝條件大多數是可控的,視音頻內容還原較易實現;而視頻監控的很多應用場景的拍攝條件是非受控的,如何保證監控現場的視音頻信息經過編解碼后高保真還原是一個很大的挑戰。

  綜合來說,制定符合安全防范監控報警聯網系統應用需要的、具有我國自主知識產權的視音頻編解碼標準對社會治安防控體系的建設具有重要的意義,能顯著提升安全防范監控系統的性能,解決監控視音頻編碼面臨的實際問題。

  當時,全國安全防范報警系統標準化技術委員會(SAC/TC100)作為SVAC標準歸口單位,在成立安全防范監控數字視音頻編解碼標準聯合工作組的基礎上,由公安部第一研究所、北京中星微電子有限公司擔任標準工作組組長單位;協同包括產業、科研院所、大學等四十多家單位,涵蓋產學研用各環節的標準工作組成員,對符合監控需求的SVAC標準及相關=配套標準制修訂和宣貫,推動產業化實現做了大量工作。

  中星微電子研發副總裁邱嵩在接受記者專訪時表示,公司作為SVAC標準工作組組長單位,在標準的起草過程中承擔了相關領域最新技術調研和發展趨勢分析、標準技術路線設計、核心方案設計和驗證以及大量具體技術方案的設計驗證工作,特別是從芯片可實現性的角度提出了大量技術提案并被標準采納,并在標準參考代碼設計調試方面承擔了大量工作。

  20087月,SVAC標準編制工作組正式成立。

  201012月,國家標準化管理委員會發布SVAC標準批準公告。

  20111月,SVAC標準正式發布,并于當年51日起正式實施。

  "忠實于場景的高保真視音頻編碼"

  據公安部一所有關專家介紹,SVAC標準制定的主要思路是針對監控實際需求,以"忠實于場景的高保真視音頻編碼"為核心思想,解決監控視音頻編碼面臨的實際問題;同時,借鑒融合最先進的編碼技術,力圖在保證視音頻質量的前提下,提供較高編碼效率;力求技術架構適合從簡單到復雜的各種視頻監控應用,并保證標準的可擴展性;最后,在同等性能的前提下,具體算法優先采用具有國內自主知識產權的方案,避免國外專利陷阱。

  而所謂"忠實于場景的視音頻編碼",據記者了解,則是指在編解碼過程中,要盡量真實、完整的保留監控場景的信息,避免信息的損失,實現監控現場視音頻內容的高保真還原,為后續的綜合研判以及作為法律證據提供良好的保障。

  至于SVAC標準主要技術特點,則源自它支持高精度視頻數據,在高動態范圍場景提供更多圖像細節、支持先進編碼工具,在獲得更好圖像質量的同時獲得更高編碼效率;支持感興趣區域(ROI)變質量編碼,在網絡帶寬或存儲空間有限的情況下,提供更符合監控需要的高質量視頻編碼;支持可伸縮視頻編碼(SVC),滿足不同傳輸網絡帶寬和數據存儲環境的需求;支持代數碼書激勵線性預測(ACELP)和變換音頻編碼(TAC)切換的雙核音頻編碼,保證對語音和環境(背景)聲音均有較好的編碼效果;支持聲音識別特征參數編碼,避免編碼失真對語音識別和聲紋識別的影響;支持監控專用信息(絕對時間、智能分析結果、報警信息),便于視音頻內容的有效管理和綜合利用;支持加密和認證,保證監控數據的保密性、真實性和完整性。

  以在高精度視頻數據中為例,監控場景圖像動態范圍往往很大,低精度視頻數據會導致圖像對比度下降、圖像細節和層次丟失,造成圖像原始內容的損失。而視頻壓縮編碼支持高精度視頻數據,可以保證視頻編解碼環節盡量少的損失圖像信息,保證存儲的視頻數據盡可能真實、完整的保留拍攝場景的信息和圖像細節,對后期的綜合研判以及作為法律證據意義重大。

  按照SVAC標準中的量化方法,采用高精度視頻數據不會降低編碼效率,不會增加碼率,采用10-bit數據同樣碼率下PSNR好于8-bit數據,標準的技術框架保留未來擴充至支持更高數據位寬(16-bit)的可能。

  舉例來看,自然場景的動態范圍很大,一般在60~70dB以上,在晴天室外情況下動態范圍可達到100dB以上。而普通的圖像處理或顯示設備由于數據位寬的局限(數據一般為8-bit),為保證適當的動態范圍,常常會降低圖像的對比度,丟失圖像的細節和層次,造成圖像原始內容的損失和人視覺感受的下降。

  在忠實于場景的圖像處理技術中,視頻壓縮編碼可以支持高達16-bit的數據位寬,且壓縮效率不受影響。因此,該技術可以保證在視頻編解碼環節盡量少的損失圖像信息。這在視頻監控應用中非常重要,可以保證存儲的視頻數據盡可能真實、完整的保留拍攝場景的信息和圖像細節,對后期的綜合研判以及作為法律證據意義重大。

  而且,高清不僅指空間分辨率的增加,也包括圖像層次即數據位寬的增加。SVAC標準支持幀內4×4預測與變換、上下文自適應二進制算術編碼(CABAC)等技術,在獲得更好圖像質量的同時也能獲得更高的編碼效率。

  SVAC標準是安防數字化、高清化、智能化的基礎技術。SVAC標準的核心就在于其不僅針對監控實際需求,解決監控音視頻編碼面臨的實際問題,而且還能忠實于場景的音視頻編碼。在保證音視頻質量的前提下,SVAC標準可以提供較高的編碼效率,在同等性能的前提下,具體算法優先采用具有國內自主知識產權的方案,并且具有靈活可擴展的架構。

  公安部一所副所長陳朝武曾表示,SVAC作為視頻監控系統的基礎標準,將為城市社會治安綜合防控體系的建設提供強有力的技術支撐,一方面可以解決目前視頻監控系統中音視頻編解碼標準不統一導致的系統難以互聯互通的問題;另一方面能夠針對安防特殊應用提出相適應的應對方案,解決目前視頻監控領域只能采用廣電標準而無法滿足安防特殊需求的問題。

  推廣現狀SVAC標準推廣尚需努力

  邱嵩告訴記者:"SVAC標準推行過程中主要面臨的問題是產業鏈上的很多廠家觀望情緒嚴重,參與熱情不高,從而導致符合SVAC標準的相關產品供應商偏少。另外部分用戶并不清楚SVAC標準可以解決現在安防系統應用中的很多難題,帶來應用方式的巨大變革和突破,選用SVAC產品的意愿不強烈"

  為推廣SVAC標準,早在2011825SVAC產業聯盟在北京宣布成立。它是在SVAC標準頒布實施的基礎上,由獨立法人機構及社團組織為主體組成的非營利性社會團體。SVAC聯盟的成立,加速了這一國家標準的應用推廣及產業化進程,搭建安全防范視音頻監控產業合作平臺,構建完備的安全防范視音頻監控產業鏈,全面提升我國安全防范視音頻監控技術應用水平和產業競爭力,從而方便廣大用戶購買到所需的安全防范監控產品。

  記者在2011年第三期的《TC100通訊》上看到,原工信部科技司副司長韓俊曾說過,"一方面要針對目前行業、技術發展的趨勢,進一步拓展新的應用領域,譬如物聯網領域;并且積極推動SVAC國家標準向國際化標準邁進。另一方面,要積極推動SVAC標準的產品化、產業化,建立起完整的產業鏈,將技術創新與市場需求相結合來推廣。"

  文章內容顯示,"在國家的支持和SVAC聯盟成員的共同努力下,憑借先進的技術,符合市場需求的具有競爭力的產品,以強有力的產業支撐,聯盟必將實現產業鏈條內的上下呼應,分工合作,為SVAC國家標準的推廣和應用諸如源源不斷的動力。"

  201335,全國人大代表、中星微董事局主席鄧中翰在兩會期間提出議案,建議從國家層面推廣應用安防監控SVAC國家標準,再次提醒人們關注視頻監控國標的建設問題。鄧中翰認為,完善安防產業的頂層設計、推行SVAC國家標準能夠實現產業在國際競爭中的自主性、獨立性,擺脫我國企業在核心技術上長期受制于人的尷尬局面,保證安防產業擁有健康的良性的產業基礎。在今年418日,中星微電子與公安部一所的合作協議簽署儀式上,鄧中翰表示,在雙方合作多年的共同努力和推動之下,SVAC國家標準已成為維護國家社會安全的"天網監控系統"中的一項具有獨立自主知識產權和專利權的重要技術。此次合作協議的簽署,將為我國視頻信息安全和視頻在線智能化的進一步發展,乃至超越國際現有水平打下良好的技術基礎。公安部一所黨委書記王剛也指出,此舉將加速安全防范監控數字視音頻編解碼(SVAC)國家標準的產業化進程,加強推進智能視頻監控系統安全應用,進一步提升我國安防視頻監控技術水平。

  據邱嵩介紹,長期以來,中星微積極向用戶和使用單位推廣介紹SVAC標準,例如和十幾個省公安廳,上百家地市公安局的科技信通部門進行了SVAC標準的技術交流,產品和解決方案演示和測試;并和有志于此的近百家行業公司展開符合SVAC標準的產品和系統的開發合作,其中有前端廠商,系統平臺廠商以及集成解決方案廠商,目前多數主流廠商都推出了SVAC產品,并取得公安部25724符合性測試報告。截至目前,全國眾多省市采用SVAC標準建設和正在啟動建設的項目近百個,遍布山西、河北、廣東、四川、新疆、甘肅、貴州、福建、河南、北京、天津等地,涉及平安城市、智能交通、監獄、教育、商業地產、園區監控等多個行業領域。在實際的應用中,去年930日,中星微電子宣布,其子公司中星電子已獲得一個安全防范監控數字視音頻編解碼(SVAC)技術解決方案訂單,價值約為900萬美元。中星電子在四川省資陽市的監控網絡項目中成功競標。這一項目基于SVAC技術,而中星電子將與中國聯通一同部署網絡。網絡的主要用途為公共安全,項目總支出約為1450萬美元,而中星電子在其中占約900萬美元。這一系統將由遍及全市的數百個監控站組成,項目建設預計將于當年年底完成。據中星微電子透露,截至目前,中星微電子接到的基于SVAC標準的解決方案訂單,以訂單金額總計超過10億。

  盡管SVAC標準讓人有些"不明覺厲",但在推廣工作的實際執行過程中顯得不那么"高大上"。記者隨機采訪了兩家SVAC聯盟成員企業,其相關市場部宣傳負責人均表示無法提供公司與SVAC聯盟相關的更多信息。

  深圳市東方威視科技有限公司總經理顧蘇通向記者反饋道,盡管SVAC標準出臺三年,但在他實際的檢測巡訪過程中,發現企業對SVAC標準的認可度還不是很高,一部分人仍持觀望態度。

  據記者了解,SVAC國標出臺至今,真正采用SVAC標準的企業卻并不多,企業按SVAC標準研制的產品還屈指可數,除了參與起草標準的那幾家企業外,別的企業幾乎看不到這方面的產品或技術出現。

  邱嵩告訴記者:"SVAC標準推行過程中主要面臨的問題是產業鏈上的很多廠家觀望情緒嚴重,參與熱情不高,從而導致符合SVAC標準的相關產品供應商偏少。另外部分用戶并不清楚SVAC標準可以解決現在安防系統應用中的很多難題,帶來應用方式的巨大變革和突破,選用SVAC產品的意愿不強烈。所以當務之急一方面是加強SVAC標準推廣及產品應用的頂層設計,從戰略層面上推動;另一方面是加快試點示范項目的建設,把SVAC標準的技術優勢和方案優勢清晰完整的呈現出來,并廣泛宣傳,讓廣大用戶認識到SVAC標準能夠解決他們面臨的諸多實際問題,讓安防監控聯網系統更加好用。"

  鄧中翰表示,"如果能得到國家支持,明確SVAC國家標準的應用時間表,將會引導國內乃至國外企業紛紛響應,我國相關產業也有望在較短的時間內形成規模,并在國際競爭中逐漸取得優勢。"也有業內人士指出,如果國家統一部署,制定推行SVAC標準的時間表,將有利于廠商和用戶的積極投入,也會給中國安防產業發展帶來更多機遇;但如果國家對標準的推廣采取搖擺的態度,等產業鏈成熟廠商才進入,否則就觀望,這不利于標準的推廣應用。

  SVAC標準與GB/T28181相互配合、共同應用

  每每提到SVAC標準,很多人會很容易將其與GB/T28181聯系起來。

  平安城市的發展已經初具規模,不少城市已經迎來第二波安防系統的更新換代。平安城市的推進除了得益于國家經濟水平的提高之外符合安全防范視頻監控技術的新標準也起到了重要的作用。201261,公安部發布了《安全防范視頻監控聯網系統信息傳輸、交換、控制技術要求》,即GB/T28181標準。這標志了平安城市視頻監控系統的發展已經趨向于規范化、高效化,并且在規劃層有了標準可依。

  去年此時,GB/T28181的大宣貫火遍大江南北。它被冠之以"全國視頻大聯網的頂層設計"。安徽創世科技有限公司華南區負責人馬立群談到,GB/T28181協議已有很多公司在積極實現,它的開放性也很好。該協議可以讓高清視頻和現有系統更加兼容,但具體到細節上,還有一些需要完善的地方。比如,在OSD標準、視頻分析等方面沒有涉及到;在視頻碼流部分,當前采用的H.264PS流的兼容性和可擴展性尚顯不足。在標準中,也明確提到"聯網系統中視頻壓縮編解碼和音頻編解碼應符合附錄J的相關要求,采用視頻編解碼標準H.264/MPEG-4,在適用于安防監控的SVAC標準發布后,優先采用適用于安防監控的SVAC標準"。這也說明當前采用的視頻編解碼的標準將來會進行完善和改進。

  邱嵩分析稱,SVAC標準(GB/T25724)GB/T28181一個是視音頻編解碼技術標準,一個是聯網系統協議技術標準,二者處于技術體系的不同層面,并不矛盾。"相反二者是相互銜接、相輔相成的關系。GB/T28181規范了傳輸交互的協議,SVAC標準規范了傳輸交互的內容,兩者結合才能保證安防監控聯網系統實現真正的互聯互通。在GB/T28181標準中明確規定聯網系統中視頻壓縮編解碼和音頻編解碼'應優先采用GB/T25724-2010'(SVAC標準)。事實上,在實際應用推廣中,這兩個標準往往是作為一個組合體被采用。因此二者不存在'博弈'的關系,而是相互配合、共同應用和發展。"

  在平安城市招標過程中,已經開始將GB/T28181作為標準要求,但SVAC標準出現在招標要求之中的時候相對來說要少很多。這一點已開始改變。記者了解到,隨著設備和應用的不斷增加,設備和系統建設的時間、型號、制式、規格等存在著很多地不一致,導致視頻圖像信息在聯網共享、傳輸存儲、深化應用等方面存在安全隱患,聯網及圖像編碼等技術亟需有國家標準的統一。

  經公安部批復,廣東省已經正式成為我國首個SVAC國家標準先行示范省。記者從廣東安防協會獲悉,為了貫徹省綜治辦、省公安廳等主管部門的要求,今年內廣東省重點工程將全面應用符合SVAC標準的攝像機產品,廣東省SVAC標準的宣貫和推廣工作近期也將在全省范圍內全面鋪開。廣東省安防協會將作為主要協助機構全力配合此項工作。

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