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       近兩年，是安防行業(yè)高速發(fā)展的時期，城市的現(xiàn)代化建設(shè)和經(jīng)濟的快速發(fā)展，以及構(gòu)建和諧社會的要求，對城市各行業(yè)的安防監(jiān)控工作提出了許多新的要求和課題。同時，平安城市的建設(shè)、奧運會的承辦，都為安防行業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的平臺，促進了行業(yè)內(nèi)技術(shù)的發(fā)展。而安防行業(yè)中目前占有非常重要地位的視頻監(jiān)控產(chǎn)品，在安防市場高速發(fā)展的同時，也暴露出許多問題。

縱觀當(dāng)前的視頻監(jiān)控產(chǎn)品市場，可以說是一個群雄并起的時代。移動偵測、聯(lián)動報警、雙碼流、多路D1等產(chǎn)品，這些在一兩年前還是非常先進的技術(shù)，而現(xiàn)在幾乎在所有的產(chǎn)品上都能夠?qū)崿F(xiàn)。視頻監(jiān)控產(chǎn)品在經(jīng)歷了數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)的兩個重要的發(fā)展階段之后，視頻監(jiān)控產(chǎn)品的發(fā)展方向在哪里？有業(yè)內(nèi)人士指出，高清化將是視頻監(jiān)控發(fā)展的下一個主戰(zhàn)場。

高清的釋義

“高清視頻監(jiān)控”已成為安防行業(yè)的熱門話題，越來越多的安防廠商也相繼推出了自己的“高清”監(jiān)控產(chǎn)品。縱觀市場上的“高清”監(jiān)控產(chǎn)品，我們發(fā)現(xiàn)不同的廠商對高清標(biāo)準(zhǔn)有著不同的理解，“高清”效果也就不盡相同。那么，視頻監(jiān)控行業(yè)“高清”的概念究竟是什么？什么才是真正的“高清”？

在廣播電視行業(yè)，數(shù)字電視高清視頻格式目前主要有三種：720P、1080i、1080P，其畫面寬高比定義為16:9。720P即是1280×720分辨率，1080i與1080P是1920×1080分辨率，后綴“i”和“P”分別表示隔行掃描與逐行掃描。其中，1080P是最高等級的高清視頻清晰度標(biāo)準(zhǔn)。對于快速移動目標(biāo)的圖像采集，相比隔行掃描，逐行掃描可以獲得更好的動態(tài)圖像，隔行掃描將會產(chǎn)生圖像晃動現(xiàn)象。

安防行業(yè)對高清還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，參考廣播電視行業(yè)對數(shù)字電視高清標(biāo)準(zhǔn)定義，業(yè)內(nèi)人士普遍認同高清至少要達到或超過720P(1280×720分辨率)。

　網(wǎng)絡(luò)化是高清應(yīng)用的基礎(chǔ)

要實現(xiàn)真正的高清監(jiān)控，必須從視頻源的采集、視頻信號的編碼壓縮、視頻信號的傳輸、視頻的瀏覽、錄像文件的回放等環(huán)節(jié)全面支持高清。對客戶而言，高清只有在包含了前端、平臺、存儲、瀏覽、顯示等各個環(huán)節(jié)時才有意義。

采集后未經(jīng)壓縮的高清視頻信號有模擬和數(shù)字兩種傳輸方式，模擬傳輸一般采用YPbPr分量傳輸，一路高清視頻信號需要三根同軸線纜同時傳輸。數(shù)字傳輸一般采用DVI、HDMI或者HD-SDI傳輸，其中DVI或HDMI的傳輸距離只有幾米，不適合用于監(jiān)控傳輸，而HD-SDI雖可以傳輸百米左右，但對同軸電纜的要求很高，線纜的價格也非常昂貴。但是，如果在前端就對高清視頻進行高效壓縮處理，然后通過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)脑挘鋫鬏敵杀九c標(biāo)清監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化傳輸成本相當(dāng)。

目前DVR的視頻信號處理，分為視頻采集和視頻編碼兩個部分。在視頻信號采集部分，目前大多數(shù)的DVR都是模擬視頻輸入，均采用BNC接口的CVBS（即復(fù)合視頻信號）信號輸入。復(fù)合視頻信號的最大分辨率是D1，DVR內(nèi)部對于復(fù)合視頻信號是按照D1分辨率采集、量化的。目前DVR均無YPbPr的模擬分量接口，或DVI、HDMI、HD-SDI等數(shù)字視頻接口。在編碼部分，DVR對每路采集的視頻信號可以編碼成CIF、2CIF、DCIF、D1等分辨率，但編碼最大分辨率只能為D1，不具備編720p或1080i、1080p的編碼能力。因此，目前的DVR無法實現(xiàn)高清監(jiān)控。

可見，要實現(xiàn)高清監(jiān)控，得從整個監(jiān)控系統(tǒng)考慮高清，而網(wǎng)絡(luò)化是高清監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。

高清網(wǎng)絡(luò)攝像機是高清監(jiān)控的前提

模擬產(chǎn)品與數(shù)字化的高清產(chǎn)品相比，存在著許多設(shè)計上的缺陷，使得它在目前的技術(shù)架構(gòu)上很難在分辨率、幀率等方面有大的提高。拿清晰度來說，現(xiàn)有的CCTV模擬監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機采集垂直分辨率，PAL制式下為625掃描線。現(xiàn)有的超高清產(chǎn)品所達到的540、600線基本已到模擬系統(tǒng)的極限，而網(wǎng)絡(luò)攝像機還沒有上限（百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機可以輕松看到1000線以上），所以目前市場上用于監(jiān)控的高清攝像機均是網(wǎng)絡(luò)攝像機。

　　高清網(wǎng)絡(luò)攝像機是指能按大于12FPS連續(xù)采集最大分辨率大于720P(1280×720)，甚至達到或超過1080P(1920×1080)的網(wǎng)絡(luò)攝像機。滿足上面高清定義中720P標(biāo)準(zhǔn)時，可被理解為百萬像素級別，因此我們也稱高清網(wǎng)絡(luò)攝像機為百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機。

百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機較傳統(tǒng)模擬攝像機、普通網(wǎng)絡(luò)攝像機具如下優(yōu)勢：

·采用百萬像素傳感器，能獲得更多的視頻信息，一般可達1280×1024、1392×1024、1628×1236甚至2048×1536的分辨率；

·采用百萬像素鏡頭，在同樣的環(huán)境中測試普通鏡頭與百萬像素鏡頭，百萬像素鏡頭可以更好地配合百萬像素傳感器，獲取到更清晰的圖像；

·圖象顯示質(zhì)量更高，能夠更好地捕捉細節(jié)；

·逐行掃描CCD/COMS動態(tài)畫面表現(xiàn)更流暢；

·可支持HDTV的寬屏輸出模式(16:9)；

·覆蓋面更廣，相同監(jiān)視區(qū)域可以替代原有的多個固定點攝像機和一個全方位攝像機。

攝像機的清晰度取決于傳感器性能。CCD與CMOS兩種感光元件相比，CCD傳感器在靈敏度、分辨率、噪點控制、高質(zhì)量圖像輸出、動態(tài)影像表現(xiàn)方面都要優(yōu)于COMS，所以模擬攝像機與標(biāo)清網(wǎng)絡(luò)攝像機大多選擇CCD作為感光元件。但CCD的響應(yīng)速度較低，不適用于高清監(jiān)控攝像機采用的高分辨率逐行掃描方式，因此高清網(wǎng)絡(luò)攝像機普遍采用CMOS感光元件。

圖像壓縮格式直接決定了對傳輸網(wǎng)絡(luò)、錄像存儲、后端處理的要求，也很大程度影響著圖像品質(zhì)。目前在高清網(wǎng)絡(luò)攝像機中被廣泛采用的圖像壓縮技術(shù)有JPEG/MPEG-4/H.264三種方式，每種壓縮方式有不同的特點。如JPEG能獲得最高的單幅畫面質(zhì)量，且對攝像機本身的處理平臺要求也較低，但對連續(xù)圖像壓縮占用帶寬最大；H.264可以獲得最高的壓縮比，但對攝像機本身處理平臺要求也最高。為適應(yīng)各種不同的應(yīng)用需求和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，比較高端的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機都同時具備這三種編碼能力及雙碼流、多碼流功能。

　　高清監(jiān)控面臨的問題

高清網(wǎng)絡(luò)攝像機使圖像清晰度有了質(zhì)的飛躍，但是也給高清監(jiān)控系統(tǒng)帶來了一系列現(xiàn)實的問題：

·網(wǎng)絡(luò)帶寬緊張：分辨率越大、清晰度超高，意味著在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候碼流也會增大，增加網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力；

·存儲空間龐大：數(shù)據(jù)流量的翻倍，增大了錄像容量，給網(wǎng)絡(luò)存儲帶來壓力；

·對中心控制、管理軟件和硬件性能的要求成倍增長；

·對于記錄視頻圖像的管理和事后分析的工作量也將成倍增長；

·投資成本高昂。

因此，在追求高畫質(zhì)的同時，也要考慮解決以上問題。

　高清監(jiān)控按需應(yīng)用

上述高清監(jiān)控面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)可以通過應(yīng)用來解決。根據(jù)目前的現(xiàn)狀，用戶不應(yīng)該盲目追求高清。如果所有前端監(jiān)控點都使用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機，且全部采用實時高清傳輸?shù)脑挘瑢蠖说拇鎯蛡鬏敃斐珊艽髩毫Γ⒃斐沙杀竞托实睦速M。所以，應(yīng)根據(jù)用戶的需求設(shè)計適合的解決方案，比如在高危場所設(shè)計安裝高清百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機，正常情況下只采用普通分辨率(CIF、D1)來傳輸實時視頻圖像，而在報警條件發(fā)生時以高像素的JPEG模式傳輸高分辨率的圖像，以便于事后放大觀看，掌控細節(jié)。這樣就可以大大緩解網(wǎng)絡(luò)壓力，及存儲壓力、降低投資成本等。

目前市面上出現(xiàn)了三碼流高清網(wǎng)絡(luò)攝像機，支持JPEG/MPEG-4/H.264三種不同的視頻壓縮格式，可以根據(jù)客戶實際情況設(shè)置這三種碼流。比如：將較低碼流的H.264視頻壓縮格式的D1圖像傳向遠端給客戶進行實時的監(jiān)看，同時將百萬像素的H.264視頻壓縮格式實時圖像傳入存儲服務(wù)器進行錄像，另外還可以在報警的時候傳輸百萬像素的JPEG圖像，便于事后進行放大確認，尋找可疑對象等。

總之，我們要遵循在平時傳輸占用帶寬較小的實時圖像，而在關(guān)鍵時候傳輸圖像效果好的高清圖像的原則，才能實現(xiàn)更好的高清監(jiān)控。

　　結(jié)束語

高清監(jiān)控應(yīng)用的時代，正在向我們撲面而來！開放、標(biāo)準(zhǔn)是推動高清發(fā)展的催化劑，全高清監(jiān)控應(yīng)用的普及還有很長一段路要走。 (文/胡修勇)