安全監控技術的發展與未來應用

監視攝影機成為公共設施安全監控的主流應用。Dowley Security

從政府的公共建設與警政維安，到民間企業的店面、工廠倉庫的的保全監控，促使安全監控產業持續成長，監控產品也逐漸數位化、IP網路化、無線化甚至雲端化，居家監控產品甚至可藉由無線以及雲端技術，讓用戶隨時透過手機監控居家動態，甚至應用於汽車行車記錄器，進一步發揮其雲端應用....

安全監控無所不在  CCTV由數位化CCD、CMOS攝影鏡頭取代

安全監控(Surveillance)涵蓋影像監控、門禁、紅外線感應、壓力感應、溫濕度感應、光線感應等各種監控技術，尤其以影像監控是安全監控技術的主流，各種形式的攝影？監視器，在各街道、道路交叉口，以及建築物內外角落中隨處可見，負責監控著各個角落做為影像記錄同時預防災害。

自911攻擊後，國際恐怖攻擊事件頻傳，各國政府開始正視公共領域的安全監控的議題，同時基於交通路況監控與警政維安的需求，城市內各項大型公共建設、平面、立體高架道路甚至高速公路開始設置監控設備。

伴隨著ICT資通訊技術的導入下，傳統閉路電視(Closed Circuit TV；CCTV)類比監控攝影系統已經式微，取而代之的是數位化CCD、CMOS影像感測器的攝影鏡頭，連接到純數位化的數位錄影機台(Digital Video Recorder；DVR)，甚至IP化、無線化的數位攝影系統，可以區域網路、無線網路連線到網路錄影機(Network Video Recorder；NVR)；部份產品亦可搭配雲端軟體？服務商，讓安裝用戶透過雲端方式在手機、平板或筆電上監控。

同時隨著IP Cam的小型化，安控業者也針對一般人推出居家監控的產品，結合無線？免架線以及可藉手機的雲端監看方式，使得居家監控的市場需求也逐年攀升。

監控設備IP化  原類比CCTV可附掛升級

完整的安全監控產品，涵蓋有網路攝影機、影像監控軟體、網路伺服器、影像儲存裝置四大產品。台灣監控市場業者過去以大量外銷類比式CCTV攝影機、DVR、影像壓縮處理器、影像分割處理器等監控系統為主。當安控產品邁向彩色化、數位化、網通化趨勢下，也吸引了工業電腦、網通設備業者等的參與，發展網路攝影機(IP Cam)、影像監控軟體、網路錄影機(NVR)、網路影像伺服器等監控設備與產品。

在安控產品的眼線——監視攝影機部份，無論是傳統長方？圓筒型可伸縮鏡頭的監控攝影機，設置於隱密地點的圓頂攝影機，或減少架設線路的無線式攝影機等等，過去類比型CCTV監控系統，錄影內容易因線材不良或受環境、雜訊干擾。而數位化的監控產品，在傳輸視訊資料的完整度、對雜訊干擾的耐受力相對比類比訊號更穩定，又具備有網路化、容易架設？管理的優勢，可附掛於建築現有的資訊網路，或獨立採專有網路進行建置，甚至無須佈線，直接以無線方式吊掛處理；搭配視訊內容分析軟體，能在發生異常的第一時間就偵測並主動警示，大幅減輕系統管理的人力負荷。

目前市場上主流監控攝影機，內部影像感測器(Image Sensor)技術可分為CCD與CMOS兩大類，過去CCD感測元件，具備同畫素下低光源靈敏度與低雜訊的優勢，且進光量遠勝於CMOS，尤其搭配可多倍放大伸縮的攝影機鏡頭。

近年來CMOS影像感測器(CMOS Image Sensor；CIS)在製程技術上的突飛猛進，以及搭配高效能影像處理器晶片來專職於影像處理、訊號降噪、背光寬動態，在低光環境下CMOS的表現已經追上CCD，且成本更為便宜，逐漸成為安全監控廠商的另一選擇，尤其在低照度高清(HD)的IP攝影機成為主流。

對於安控產品的需求，企業用戶主要以防盜與避免入侵為考量，數位化影像的優勢搭配H.264高效能壓縮技術，解析度至少在1280x720甚至1920x1080高清模式，能支援四路、八路、九路到十六路同步錄影，便於企業集中監控錄像的維運與管理。

例如台灣安控廠商展出每秒360度旋轉、20倍光學放大的200萬畫素的球形監視攝影機，能極快速的切換各種角度與縮放視野，從新莊副都心大樓，拉到2.4km外的新北產業園區，畫面仍相當清晰，且所需網路傳輸頻寬僅3Mbps。同時搭配後端的攝影機智能警報系統(IVS)，位於十字路口的攝影系統，當偵測到紅燈亮起，系統會自動標示路口的停止跨越線，有車輛移動時就會被拍照下來，可作為警政上取締闖紅燈，或一般豪宅、工廠內保全警示的應用。

新一代網路攝影機，不僅支援ONVIF(Open Network Video Interface Forum)產業規範，亦整合智慧監控功能，例如移動物、遺留物主動感知通報，虛擬安全邊界的安全監控，環境溫濕度感測、車牌文字辨識等進階監控功能。至於居家監控市場，則以中？低階低成本解決方案為主，搭配透過固網、行動通訊商甚至電信業者的售前安裝，或者透過一般的售後安裝DIY市場等進行推廣。

無線攝影機易架設  成居家監控主流

居家監控市場的安全監控產品，則清一色以IP Cam網路攝影機為主。這部份的設計有純IP網路傳輸影像，或可加裝SD記憶卡同步錄製的功能，用戶可在雲端藉由智慧手機、平板電腦或筆電，隨時透過雲端來監控居家的狀態；進階產品則會提供低光源IR紅外線輔助照明，人體溫度、動作、聲音感測偵測自動錄影；更進階的則同時提供雙向耳機？麥克風，甚至顯示螢幕功能，讓居家被監控的老人、病患或寵物，也能聽到甚至看到來自雲端遠端主人的聲音甚至影像，或者對入侵的不名人士予以嚇阻。

由於Wi-Fi 802.11a/b/g/n晶片方案的普及，不少安控業者另外提供整合於攝影機內部，或可擴充的Wi-Fi附加模組，來達成無線傳輸的需求。坊間Wi-Fi無線網路攝影機支援到2.4GHz 802.11b/g(11/54Mbps)，高階產品還支援到IEEE 802.11n(150~300Mbps)。也有安控業者推出可應用當今3G WCDMA/3.5G HSDPA行動通訊傳輸技術的監控方案，未來也不排除會有運用4G LTE的無線網路攝影機的安控產品出現。

早期部份中低階(30萬畫素)的IP Cam，仍使用MPEG-4壓縮技術，百萬畫素以上的IP Cam則採用更高壓縮率的H.264技術，不僅影像傳輸頻寬上佔用量小，也比較不會有Lag的情況發生。目前居家監控的IP Cam，100~130萬畫素的產品，市面上已經低於新台幣(下同)2,000元。若升級成Wi-Fi無線等級的IP Cam，則大約3,000~4,000元，且大多具備IR紅外線照明。較為頂級的200萬畫素無線IP Cam約8,000~10,000元，不僅可雲端與SD卡同步儲存監視影像，以360度水平軸+俯仰角的鏡頭旋轉，搭配高解析度的影像畫面，居家監控一機搞定。

未來影像監控的發展，不僅是監視器解析度與畫質的提高，還會更著重在前端資料辨識處理與遠端監控。像是搭配未來ITS智慧交通系統，配合DSRC/WAVE車載通訊的汽車車載電腦，進一步完備人？車？路的良性互動，提高整個智慧都市交通運輸的效率與安全性。下一階段的居家監控產品，應具備藍牙、ZigBee等低功耗無線傳輸技術，讓用戶可透過雲端方式來遠端監控家中門、窗、冷暖空調與家電的開閉，甚至透過穿戴式裝置取得被監護者的生理資訊，協助做好居家看護？醫療的工作。