視頻監(jiān)控的數(shù)字化進程分析

數(shù)字視頻監(jiān)控市場十多年來高速發(fā)展、高歌猛進，完全是現(xiàn)代化節(jié)奏和聲勢。只要看看公共場所無處不在的攝像頭密度，就能知道監(jiān)控在多大程度上影響到人們工作、學(xué)習和生活的方方面面。在數(shù)字安防監(jiān)控市場上，"高清智能"已成為人們耳熟能詳?shù)臒狳c和賣點，便無疑成為視頻監(jiān)控現(xiàn)代化的象征。然而，視頻監(jiān)控所帶給人們的視覺體驗和即時操控是否已經(jīng)足夠完美?還能留給后現(xiàn)代發(fā)展多大空間?

縱觀視頻監(jiān)控整個行業(yè)發(fā)展的歷程，主要追求的無非是圖像質(zhì)量、資源效率和管理效益。視頻監(jiān)控起始須追述到閉路電視系統(tǒng)(CCTV)，后因采用視頻錄像機(VCR)才擴大視頻監(jiān)控應(yīng)用。監(jiān)控的視覺感受隨攝像機分辨率線數(shù)增加而提高，通過同軸線纜輸出視頻信號，連接到模擬視頻設(shè)備。由于受模擬視頻線纜傳輸長度和衰減限制，CCTV只支持本地監(jiān)控，監(jiān)控能力和擴展性極其有限。數(shù)字化視頻是對模擬信號進行數(shù)字壓縮處理，便催生出硬盤錄像機(DVR)。DVR屬于半模擬-半數(shù)字方案，對視頻監(jiān)控系統(tǒng)和資源進行改造。DVR可支持錄像和回放，連接IP網(wǎng)絡(luò)，而與模擬攝像機通過同軸電纜連接。早期的MPEG-1視頻圖像質(zhì)量強差人意，MPEG-2效果雖可接受，但存儲量大且價格高。直到MPEG-4和H。264標準相繼出現(xiàn)，才使DVR流行起來，雖視覺體驗與高質(zhì)量CCTV系統(tǒng)相比仍處于下風，但畢竟后續(xù)還有高清的過渡。

數(shù)字視頻帶來智能視頻分析技術(shù)的興起。網(wǎng)絡(luò)攝像機(IPNC)是數(shù)字視頻監(jiān)控數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化相結(jié)合的產(chǎn)品形式，作為純數(shù)字方案將視頻監(jiān)控系統(tǒng)由集中式轉(zhuǎn)向分布式，其高清分辨率從720P30起到1080P60，足以挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的CCTV系統(tǒng)，而解碼采用網(wǎng)絡(luò)錄像機(NVR)實現(xiàn)。至此，H。264格式實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，視頻監(jiān)控得以建立網(wǎng)絡(luò)體系之上。盡管數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化迅速成為視頻監(jiān)控的主導(dǎo)，但模擬視頻技術(shù)也在演進中有所作為。當視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)進入了成熟的現(xiàn)代化階段，數(shù)字高清就成了行業(yè)推進的主流技術(shù)，有關(guān)介紹如汗牛充棟就無須多談。然而隨著應(yīng)用需求的不斷提高，對于圖像視覺體驗和智能分析精度有所苛求，數(shù)字化視頻的制約就不斷顯露。數(shù)字視頻壓縮帶來原始圖像信息損傷是不爭的事實，壓縮解壓過程及網(wǎng)絡(luò)化的傳輸必然存在延時，對于數(shù)字高清實時處理更是如此。

于是，回溯到視頻前端，如何將原始采集高質(zhì)量圖像采用高保真技術(shù)手段進行傳輸便是解決問題的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的同軸電纜成為多種技術(shù)的載體，這就成就出同軸高清技術(shù)。同軸高清對視頻監(jiān)控的保證在于，第一、人眼所看到高清圖像無任何損失且感覺不到傳輸延時；第二、優(yōu)質(zhì)高清視頻信號無壓縮帶來的失真以提高智能視頻分析的高可靠性；第三、實時掌控和操縱高質(zhì)影像畫面而獲得更好的視覺體驗和即時反應(yīng)。同軸高清的新一波沖擊在數(shù)字和模擬展開。

借鑒廣電領(lǐng)域成功的同軸高清傳輸技術(shù)極高視覺體驗，源于數(shù)字演播室的串行數(shù)字接口(SDI)得到新的應(yīng)用。采用HD-SDI接口與后端編解碼器和視頻服務(wù)器匹配，并配合高清視頻矩陣直接投影到大屏幕，充分展現(xiàn)無損高清效果。HD-SDI解決方案可在原模擬監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上升級，特別適合實時監(jiān)控要求高的場合。同軸電纜同傳視音頻使模擬系統(tǒng)簡化，而所傳輸控制信號同線傳輸，節(jié)省布線成本。但是，總體而言HD-SDI造價還是偏高，雖然標準國際開發(fā)，但在安防市場對價位很敏感。回歸到模擬技術(shù)的同軸高清方案成本要低，于是就有了多種模擬同軸高清技術(shù)，其中HDCVI、HD-TVI、AHD最具代表性。

模擬同軸高清電纜傳輸技術(shù)推廣仍存在一些障礙需要突破。因為傳輸過程中會有很大信號衰減，接收端所用均衡恢復(fù)電路很難做到線性，從而產(chǎn)生亮度、色彩失真及清晰度損失。信號長距離傳輸過程中，會有反射而造成圖像的模糊與拖影。其次，在于實現(xiàn)的可控性。模擬同軸高清接收端需要恢復(fù)時鐘信號采集接收視頻，若時鐘信息不足，須嚴格控制發(fā)收端時鐘偏差，一般720P時要求兩端時鐘晶體間頻率精度達到25ppm以下。所恢復(fù)出信號信噪比具有隨機性，隨分辨率和像素時鐘頻率的提高，對發(fā)接端時鐘偏差要求將進一步提高，以致在工程中難以實現(xiàn)，導(dǎo)致模擬同軸高清很難向上兼容，將導(dǎo)致不同廠商的攝像機與DVR間，甚至相同廠商不同批次產(chǎn)品間容易產(chǎn)生兼容性問題。