高清監(jiān)控已然成為未來(lái)安防監(jiān)控的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，無(wú)論是在行業(yè)展會(huì)上，還是安防市場(chǎng)上，高清是炙手可熱的話(huà)題，高清產(chǎn)品琳瑯滿(mǎn)目，層出不群，高清項(xiàng)目風(fēng)生水起，遍地開(kāi)花，而行業(yè)里也是一派熱火朝天。高清監(jiān)控已然成為安防監(jiān)控行業(yè)的強(qiáng)勢(shì)力量，成為未來(lái)安防監(jiān)控的發(fā)展趨勢(shì)。

高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀

最初，“高清”概念與標(biāo)準(zhǔn)是廣播電視業(yè)提出的。上世紀(jì)60年代，日本國(guó)家廣播公司NHK開(kāi)始研究高清，90年代初期，NHK和索尼完成了研究并開(kāi)始試播模擬制式的高清電視。但由于多種原因，歐洲并不接受日本的研究成果，80年代中期，飛利浦等公司也聯(lián)合完成一個(gè)高清研究計(jì)劃。然而在1990年，美國(guó)一舉推出數(shù)字高清電視HDTV，后來(lái)居上超越日本和歐洲，也是從那時(shí)起，大家承認(rèn)了數(shù)字式電視是未來(lái)高清的發(fā)展方向。目前市場(chǎng)上的高清數(shù)字電視可以分為兩大陣營(yíng)，分別是歐洲的數(shù)字電視廣播聯(lián)盟DVB和美國(guó)的先進(jìn)電視系統(tǒng)聯(lián)盟ATSC。

我國(guó)的高清數(shù)字電視的研制始于1998年，其中經(jīng)歷了幾個(gè)階段。1999年10月1日，以高清轉(zhuǎn)播國(guó)慶慶典取得了巨大成功。2006年，我國(guó)公布了地面數(shù)字電視傳播標(biāo)準(zhǔn)DMB-TH。《國(guó)家“十一五”時(shí)期文化發(fā)展規(guī)劃綱要》中明確指出：2008年開(kāi)播數(shù)字高清電視，標(biāo)志現(xiàn)代科技成果之一的數(shù)字高清電視必將得到前所未有的發(fā)展。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字的不同時(shí)期，其視頻清晰度也相應(yīng)地得到了不斷的提高。并且隨著CCD的不斷發(fā)展，模擬視頻監(jiān)控和數(shù)字視頻監(jiān)控的清晰度又在縱向提高，模擬攝像機(jī)的水平分辨率從380線(xiàn)發(fā)展到540線(xiàn)，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)像素從25萬(wàn)發(fā)展到1600萬(wàn)。在模擬時(shí)代，一般認(rèn)為攝像機(jī)的水平分辨率只要高于480線(xiàn)，即可稱(chēng)為高清晰攝像機(jī)；在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)(IPCamera)方興未艾時(shí)，則一般認(rèn)為720P以上即可稱(chēng)為高清攝像機(jī)。而因CCD、DSP等技術(shù)的進(jìn)步，目前網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)在高清視頻監(jiān)控領(lǐng)域正扮演著越來(lái)越重要的角色。

高清對(duì)于視頻監(jiān)控并不是件容易的事情。它涉及到監(jiān)控系統(tǒng)的頗多環(huán)節(jié)，從前端攝像機(jī)到傳輸，再到記錄存貯和顯示設(shè)備，為了到達(dá)“高清”指標(biāo)都需要做出相應(yīng)調(diào)整，只要一個(gè)環(huán)節(jié)滿(mǎn)足不了要求，就達(dá)不到“高清”要求。

在安防行業(yè)內(nèi)，我們對(duì)高清攝像機(jī)的概念則分為兩種，一種為模擬高清攝像機(jī)，一種為數(shù)字高清攝像機(jī)。模擬攝像機(jī)受其本身性能的限制，其分辨率達(dá)到D1或4CIF的產(chǎn)品（4CIF分辨率：PAL制704×576，NTSC制704×480;D1分辨率：PAL制720×576，NTSC制720×480）我們便可以稱(chēng)之為高清。比如我們常說(shuō)的高清百萬(wàn)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，就是指能按大于12FPS連續(xù)采集最大分辨率大于720P（1280*720），甚至超過(guò)FullHD（1080P，分辨率1920*1080）到更高的2048×1536畫(huà)面的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。滿(mǎn)足上文高清定義中提及的高清指標(biāo)掃描線(xiàn)數(shù)垂直和水平方向都達(dá)到720P數(shù)字信號(hào)要求，可被理解為高清產(chǎn)品中百萬(wàn)像素級(jí)別。

高清百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是近年監(jiān)控領(lǐng)域推出的專(zhuān)業(yè)視頻監(jiān)控，目前高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模之大，大家都有目共睹。高清的才是時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)，在如今這個(gè)高清時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的高清技術(shù)決定了它的發(fā)展方向，幾乎行業(yè)上的許多應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)對(duì)1080p高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)生了需求并有著很高的要求，如需要看清人面部特征的銀行、高速公路拍車(chē)牌、大型機(jī)場(chǎng)以及高端的住宅區(qū)等。各大廠家也想利用此次機(jī)會(huì)占領(lǐng)高端市場(chǎng)來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。

高清監(jiān)控發(fā)展三大核心問(wèn)題

高清百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是安防行業(yè)推出的應(yīng)用于監(jiān)控領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)。在如今這個(gè)高清時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的高清技術(shù)決定了它的發(fā)展方向。高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)使圖像清晰度有了質(zhì)的飛躍，但也給高清監(jiān)控系統(tǒng)帶來(lái)了一系列現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。

1、帶寬問(wèn)題

由于目前網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，高清視頻帶來(lái)的高碼率成為其最大的推廣瓶頸。如何用盡可能低的碼率傳輸盡可能高質(zhì)量的視頻是高清監(jiān)控需要解決的首要問(wèn)題。同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性，不同的網(wǎng)絡(luò)具有不同的信道特性，不同的用戶(hù)享受到的網(wǎng)絡(luò)帶寬也不相同，甚至同一用戶(hù)的帶寬也可能是隨時(shí)變化的。隨著監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展，各種用戶(hù)終端都有連接監(jiān)控視頻的需要，如局域網(wǎng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)帶寬較為理想，用戶(hù)希望瀏覽高質(zhì)量的視頻;而手機(jī)監(jiān)控領(lǐng)域由于帶寬有限，用戶(hù)更看重的是低碼率下的視頻流暢性。如何適應(yīng)這些不同的帶寬環(huán)境也是高清監(jiān)控設(shè)備需要解決的問(wèn)題。

2、顯示問(wèn)題

相對(duì)于標(biāo)清視頻，高清視頻的信息量大為豐富，相應(yīng)的對(duì)解碼顯示性能要求也大大提高，如目前主流的PC機(jī)可以輕松實(shí)現(xiàn)8路D1標(biāo)清視頻的解碼顯示，但若前端是1080P高清視頻，只能勉強(qiáng)解碼顯示1路。對(duì)于大型視頻監(jiān)控平臺(tái)，若全部使用高清視頻，服務(wù)器解碼壓力會(huì)很大。

3、存儲(chǔ)問(wèn)題

圖像分辨率的提升，必然會(huì)消耗更大的存儲(chǔ)空間。以1920×1080@30幀視頻為例，利用H264的編碼算法，為保證清晰度，碼流需保持在6Mbps以上，約為標(biāo)清視頻的4-8倍。在標(biāo)清視頻條件下，一臺(tái)16路DVR內(nèi)置8快2T硬盤(pán)即可滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)間視頻存儲(chǔ)需求，而在高清監(jiān)控中，這一時(shí)間將被大大縮短，即會(huì)帶來(lái)存儲(chǔ)成本的增加。

高清攝像機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

一：高清

雖然說(shuō)現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高清，但是從顯示效果來(lái)看現(xiàn)有的高清無(wú)論是從分辨率、顯示效果還是流暢度來(lái)看，都存在很多不足。從分辨率來(lái)看，720p的分辨率是CIF分辨率的9倍、1080i/1080p的分辨率是CIF分辨率的20倍，在同樣的顯示環(huán)境下，高清會(huì)清晰得多。從顯示效果來(lái)看，高清既支持大屏顯示，又支持16:9寬屏顯示，可以大大增強(qiáng)用戶(hù)的觀看體驗(yàn)。從流暢度來(lái)看，高清支持更高的幀率，比如720p和1080i/1080p都可以支持60幀/秒或60場(chǎng)/秒，其圖像流暢度比標(biāo)清要高一倍。

二：標(biāo)準(zhǔn)化：ONVIF、PSIA

隨著監(jiān)控系統(tǒng)從模擬走向數(shù)字，從封閉式邁向網(wǎng)絡(luò)化，基于開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)以達(dá)到設(shè)備、系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通之需求日益迫切。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，投身于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，為用戶(hù)提供同時(shí)具備靈活性和可擴(kuò)展性的安防系統(tǒng)，已經(jīng)成為安防廠商角逐本土市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)全球化的不二選擇。作為高清監(jiān)控的重要產(chǎn)品，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化之路還很長(zhǎng)。

三：紅外

高清攝像機(jī)相對(duì)于普通攝像機(jī)感光芯片，相同尺寸上像素點(diǎn)成倍數(shù)增加，故造成感光點(diǎn)尺寸相應(yīng)倍數(shù)的減少，所以相同曝光情況下，高清攝像機(jī)相對(duì)于普通像素?cái)z像機(jī)低照度會(huì)差很多。這就意味著高清攝像機(jī)夜晚紅外補(bǔ)光需要的強(qiáng)度要比普通像素紅外攝像機(jī)高的多。例如一個(gè)130萬(wàn)像素1/3”尺寸的高清CCD，相對(duì)于43萬(wàn)像素（480線(xiàn)數(shù)）1/3”尺寸的普通CCD，單位面積上高清CCD的像素點(diǎn)是普通CCD的3倍，高清CCD像素點(diǎn)感光性能則為普通CCD感光度的1/3，這就是高清攝像機(jī)夜晚效果差的根本原因?，F(xiàn)在的做法是延長(zhǎng)曝光時(shí)間，來(lái)彌補(bǔ)低照度性能不好的缺陷，但這樣就造成圖像易出現(xiàn)拖影現(xiàn)象。如果高清夜晚圖像效果要好的話(huà)，只能增強(qiáng)外界燈光來(lái)彌補(bǔ)這方面的不足。

在高清補(bǔ)光方面，高清攝像機(jī)紅外補(bǔ)光對(duì)不同距離的監(jiān)控有不同的方案配置。近距離選用角度廣的LED燈板來(lái)補(bǔ)光，可實(shí)現(xiàn)廣角監(jiān)控且成本較低，中遠(yuǎn)距離由于需要的補(bǔ)光燈強(qiáng)度比較大，角度小，使用普通的LED很難達(dá)到所需的效果。故在中遠(yuǎn)距離選用具有方向性強(qiáng)，能量集中的激光紅外燈來(lái)進(jìn)行補(bǔ)光。

四：易用性

與傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)不同，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)涉及到IT的范疇，因此，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)與模擬攝像機(jī)在使用上有較大的區(qū)別，特別是對(duì)于操作者及使用人員都有較高的要求。對(duì)于國(guó)內(nèi)大部分工程商、集成商及用戶(hù)來(lái)說(shuō)，他們對(duì)傳統(tǒng)的CCTV系統(tǒng)非常熟悉，對(duì)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)尚在使用的初期階段，所以網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在開(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)上，要考慮到這些人的特性，在安裝的便捷性和使用的易用性上要有充分的體現(xiàn)，例如支持PoE供電、本地視頻輸出，以及方便本地調(diào)試、支持無(wú)線(xiàn)功能等。

總結(jié)

隨著不斷提高的監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，高清作為監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的主要方向之一，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來(lái)新的變革，在不斷滿(mǎn)足市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)需求的同時(shí)，趨向于一種理性的思考，高清監(jiān)控正是以一種高姿態(tài)、高要求進(jìn)入我們的世界。在不斷發(fā)展的監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，高清監(jiān)控也將是一顆璀璨的明星，它的光芒在重新審視著我們周?chē)氖澜纭?/p>