基于視頻監(jiān)控對圖像清晰度無止境的追求,高清甚至超高清已經(jīng)成為當今視頻監(jiān)控的主流趨勢。高清網(wǎng)絡攝像機通常以其分辨率也就是像素數(shù)的不同來劃分為不同的規(guī)格,比如常說的百萬像素高清網(wǎng)絡攝像機,即200萬像素(1920×1080)、300萬像素(2048×1536),乃至500萬,甚至800萬、1000萬的超高像素攝像機。而在高清/超高清網(wǎng)絡攝像機中,除最受關注的像素數(shù)之外,在實際應用中,可根據(jù)不同使用環(huán)境,在產(chǎn)品特性上也還有許多不同的功能可選項,譬如適用于明暗反差較大場景的寬動態(tài)、適用于較暗環(huán)境的低照度、適用于主動報警的智能視頻分析功能,還有感興趣區(qū)域、透霧、3D降噪等,可謂五花八門,正可以說,現(xiàn)在中國的高清網(wǎng)絡攝像機真正已經(jīng)做到了功能非常強大的程度,當然這也只是有實力的廠商才能做到的。
盡管不同的廠家的高清網(wǎng)絡攝像機在功能上會有些許差異,不過筆者認為,任何一臺高清網(wǎng)絡攝像機還是有幾項基本指標或功能是不可或缺的,并決定著其整體的性能表現(xiàn),可看到AS的測試也正是沿著這些基本點展開的。
CMOS或CCD
每一臺攝像機都具有將光信號轉換為電信號的傳感器,其是直接影響攝像機圖像質量的關鍵器件,即需要能夠滿足高清圖像攝取所需的大數(shù)據(jù)量處理能力,以及滿足高清大幅面圖像所需的靶面。攝像機傳感器有CCD和CMOS兩種,在模擬攝像機上常見的是CCD,但是到了高清可以發(fā)現(xiàn)CCD的應用在減少,尤其在1080P以上的超高清,幾乎都是CMOS。這是因為CMOS的數(shù)據(jù)處理能力相較CCD更具有明顯優(yōu)勢,同時CCD要滿足高清應用的制造成本又高于CMOS的成本,早先CMOS受制于低照度也已逐步得到解決,這些綜合因素都影響著選擇CCD或CMOS。從本測試看參測的高像素攝像機清一色全CMOS。
視頻壓縮算法
高清網(wǎng)絡攝像機另一個最關鍵的技術就是視頻壓縮算法,其決定著視頻圖像的質量和發(fā)展前景。好的算法可以最大限度地減少畫面的失真,盡管視頻壓縮均為有損壓縮,畫面信息也必然會有所損失,因此需要能最大限度地滿足壓縮比的情況下保留最完好的畫面信息;另一方面好的壓縮算法可以在提供較好畫質的情況下,具有更低的碼流,這也就意味著占用更低的網(wǎng)絡帶寬和更少的存儲空間。目前主流應用的壓縮算法為H.264,H.264又依次定義了Baseline、Main、Extended和High Profile四個級別,級別越高,相同畫質下的碼率越小,但其算法難度就越大。從本次參測的高像素攝像機看,都選擇了H.264 High Profile,并有做到了600萬像素平均碼流只有8-9M、峰值也只12M、延遲大多控制在400ms,表現(xiàn)比較出色。隨著高清超高清應用需求的不斷增長,視頻壓縮算法升級的腳步也從沒停止,在H.264標準被廣泛應用的同時,H.265標準也即將面世。
寬動態(tài)和底照度
高清/超高清網(wǎng)絡攝像機常被應用在室外的復雜環(huán)境,很多應用場合也都存在光照偏暗、逆光或場景中有明暗反差非常大的區(qū)域,此時如果想要克服環(huán)境因素,使得保持有用圖像效果,或能同時看清楚亮處和暗處,就需要攝像機具有良好的底照度性能和寬動態(tài)效果,以此來保證圖質不受或少受環(huán)境影響,所以寬動態(tài)和底照度功能也經(jīng)常是高清攝像機的基本選項選項,這從測試可看到,參測攝像機一般都具該功能。
三碼流技術
當前網(wǎng)絡環(huán)境還是比較復雜,又隨著移動監(jiān)控需求的不斷增加,高清攝像機的高碼流率常會與有限的帶寬資源產(chǎn)生矛盾,所以提出了雙碼流/三碼流技術。即一路高清視頻供錄像存儲,同時另一路供遠程監(jiān)控,在此基礎上,還可支持第三路碼流專門用于移動監(jiān)控,可以是更低分辨率的視頻,以滿足手機和移動設備的監(jiān)控所需。本次參測攝像機都具二/三碼流功能,并分辨率、碼流率和幀率都可以由用戶自主設定,能滿足不同的網(wǎng)絡環(huán)境需求,所以說多碼流功能也是現(xiàn)在的高清網(wǎng)絡攝像機必須具備的。
智能視頻分析
該功能可分為二類。一是對自身工作狀態(tài)的檢測報警,比如被遮擋、網(wǎng)線斷、地址沖突、存儲器滿或錯等類的視頻報警;另一類是對視頻圖像異常內容或說對定義的某規(guī)則進行智能分析檢測,其分析的內容如徘徊、越線、行進方向、目標長度、人數(shù)統(tǒng)計等等,按各廠家的產(chǎn)品而不同。高清帶來了優(yōu)質的視頻畫面,如果只用于“看得清”,其實并未改變被動的監(jiān)控模式。最清晰的圖像,如果不能在出現(xiàn)警情的時候給監(jiān)控人員第一時間監(jiān)視,其有效價值大打折扣。高清為智能算法提供了“物質”基礎,而智能又使視頻監(jiān)控更有價值,因此高清和智能的結合是必然的。利用智能視頻分析功能,將有警情的畫面彈出,使監(jiān)控效率大大提升。高清網(wǎng)絡攝像機的出現(xiàn),在其DSP芯片中可以將智能視頻分析算法嵌入,其既保證了智能分析的準確性,也減少了外置智能分析設備的成本和網(wǎng)絡傳輸壓力,變被動監(jiān)控為主動防范。本次參測的高清攝像機大多都具智能分析功能,可見智能將是高清攝像機的主要選項。
結語
高清、超高清網(wǎng)絡攝像機及其組成的系統(tǒng)還面臨著諸多有待解決的問題,如高碼流造成的帶寬壓力、存儲壓力,以及在實際工程中成本過高、平臺容量和管理、設備兼容與接入等等問題,這些都還有待業(yè)內去一一解決,但高清帶來的優(yōu)勢還是非常明顯的,前景很樂觀。