核心技術(shù)解析

　　高清網(wǎng)絡(luò)攝像機的技術(shù)發(fā)展是推動整個高清視頻監(jiān)控的核心力量，要獲得清晰的圖像，除了鏡頭、傳感器之外，還包括圖像壓縮分辨率和幀數(shù)，這些都涉及到圖像處理及音視頻壓縮等攝像機的核心技術(shù)。

　　ISP圖像處理技術(shù)

　　ISP(Image Signal Processing)，即圖像信號處理，是對攝像機傳感器輸出的原始圖像進行處理，獲得更加接近所拍攝的真實場景的圖像技術(shù)總稱。ISP技術(shù)是很多獨立的處理模塊的總和(如圖1所示)，每個模塊負責(zé)一個特定的功能，包括的模塊有黑電平鉗位、壞點校正、色彩插值、自動曝光、自動白平衡、色彩糾正、伽馬糾正、銳化等等。

　　百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機技術(shù)直接來源于模擬攝像機技術(shù)，因此在圖像處理技術(shù)方面，百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機是基于模擬攝像機技術(shù)發(fā)展起來的;但百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機在圖像處理技術(shù)方面不僅僅局限于模擬攝像機的圖像處理技術(shù)，還包括圖像增強技術(shù)，如圖像降噪、去抖動等。

　　通過集成ISP，不但可大幅降低系統(tǒng)成本，更能增強視頻的穩(wěn)定性，優(yōu)化影像在光學(xué)方面的性能。這對于提升高清網(wǎng)絡(luò)攝像機的成像品質(zhì)具有極其重要作用。

　　視音頻壓縮技術(shù)

　　目前主流的視頻壓縮算法主要基于混合編碼框架，通過運動估計、空/頻域變換與量化、熵編碼等技術(shù)，壓縮視頻信號在時域、空域和概率分布上的冗余信息，獲得低帶寬和高質(zhì)量的視頻圖像;各種音頻壓縮算法則面向低帶寬語音、多聲道、高保真等不同應(yīng)用需求采取多種壓縮策略，降低音頻碼率和提高保真程度。隨著網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的發(fā)展，視音頻壓縮技術(shù)已成為現(xiàn)代安防監(jiān)控產(chǎn)業(yè)的基石。[nextpage]

　　在百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機中，視音頻編解碼是必不可少的處理環(huán)節(jié)。目前最先進的H.264視頻壓縮技術(shù)可以獲得100倍以上的壓縮比，使得原先數(shù)據(jù)率高達750Mbit/s的1080P 30fps高清視頻，能夠以較為理想的畫質(zhì)在8Mbit/s甚至4Mbit/s的IP環(huán)境中傳輸，克服了百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機產(chǎn)品普及應(yīng)用時的關(guān)鍵瓶頸——傳輸和存儲帶寬消耗，極大的增加了產(chǎn)品的實用價值。同時，面向視音頻數(shù)據(jù)壓縮的多碼流、數(shù)字水印、信息加密等應(yīng)用技術(shù)，也在很大程度上提高了產(chǎn)品的適用性、安全性，成為安防監(jiān)控的重要組成部分。

　　目前在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻壓縮方式主要有JPEG、MPEG-4、H.264三種，根據(jù)不同的產(chǎn)品定位配置不同的編碼方式。例如：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，得益于H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)(如圖2所示)。在同等數(shù)據(jù)量的情況下，相對于MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)，H.264壓縮后的容量只有MPEG-4壓縮后的20%，這意味著相同的存儲容量H.264的存儲是MPEG-4的5倍，這大大降低了用戶的存儲成本，并且圖像的傳輸質(zhì)量不會受影響。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。

　　CCD與CMOS之爭

　　感光器件是攝像機最為核心的部分，在模擬攝像機及標(biāo)清網(wǎng)絡(luò)攝像機中，CCD最為廣泛使用;但隨著百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機的出現(xiàn)，其主要采用高分辨率的逐行掃描方式，逐行掃描的CMOS傳感器比隔行掃描CCD芯片更有優(yōu)勢，其依次掃描每條電視線，而不是將電視線分成奇數(shù)和偶數(shù)線條后再疊加成一副完整圖像。采用隔行掃描，快速運動的物體在奇數(shù)場掃描和偶數(shù)場掃描中的位置存在較大差異，導(dǎo)致畫面模糊不清，對于交通等領(lǐng)域而言，需要的是清晰、無鋸齒的運動車輛圖像，CMOS在像素密度上的優(yōu)勢使其處于領(lǐng)先地位。目前，130萬網(wǎng)絡(luò)攝像機沿襲模擬的優(yōu)勢，較多采用CCD，而200萬像素以上的網(wǎng)絡(luò)攝像機則更多傾向于CMOS。CCD的特點是靈敏度高，但其響應(yīng)速度較低，而CMOS除了像素密集度的優(yōu)勢之外，成本、功耗等優(yōu)勢更為廠家青睞;當(dāng)然“金無赤足，人無完人”，CMOS存在著不足，其在低照度環(huán)境下噪點較多，如果沒有補光措施，在低照度環(huán)境下使用很難達到理想效果。[nextpage]

　　未來發(fā)展趨勢

　　標(biāo)準(zhǔn)化：ONVIF、PSIA 、HDcctv

　　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，基于開放的標(biāo)準(zhǔn)已達到設(shè)備、系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通的需求日益迫切。在網(wǎng)絡(luò)化的時代，投入開放標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)同時為用戶提供具備靈活性、可擴展性的安防系統(tǒng)，已成為安防廠商角逐本土市場、實現(xiàn)全球化的不二選擇。作為網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的重要產(chǎn)品，百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機的標(biāo)準(zhǔn)化之路已經(jīng)成為必然。

　　繼ONVIF、PSIA之后，HDcctv聯(lián)盟也相繼成立，從而形成了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控市場的三大標(biāo)準(zhǔn)。這些組織都是希望在網(wǎng)絡(luò)化的時代，推動實現(xiàn)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的愿景。例如ONVIF，希望通過全球性的開放接口標(biāo)準(zhǔn)來推進網(wǎng)絡(luò)視頻在安防市場的應(yīng)用，該標(biāo)準(zhǔn)將確保不同廠商生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品具有互通性。成立于2008年8月的PSIA實體安防互通聯(lián)盟，目標(biāo)是為實體安防系統(tǒng)的硬件和軟件平臺創(chuàng)立一種標(biāo)準(zhǔn)化的接口，使基于IP網(wǎng)絡(luò)的不同安防系統(tǒng)具有兼容性。而HDcctv聯(lián)盟則主要由芯片廠商與系統(tǒng)供貨商共同成立，主要針對高畫質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)所開發(fā)的新標(biāo)準(zhǔn)，期待透過新標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)更容易建制、成本更低的IP解決方案。

　　智能分析功能

　　整體來看，簡單的智能分析包括移動偵測、遮擋報警等(目前這些功能已經(jīng)廣泛應(yīng)用)。更復(fù)雜的智能分析包括行為識別與分析，如人臉識別、丟包、警戒等。智能分析在前幾年就已很“熱”，在各種展會上很多廠家都急迫地推出了相關(guān)的產(chǎn)品，包括各種帶智能分析功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機。然而由于實際應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，加之算法本身不是很成熟，適應(yīng)能力不強，造成誤報漏報很多。而另一方面客戶的期望很高，但在實際應(yīng)用中智能產(chǎn)品表現(xiàn)不佳，難以滿足客戶實際需求，且維護成本高，常常使得該設(shè)備成為一種擺設(shè)。

　　然而智能化是必然趨勢，隨著視頻監(jiān)控數(shù)量增多，幾十、幾百路甚至上千路的視頻，靠人眼24小時不間斷監(jiān)控是不現(xiàn)實的。如何快速從海量的數(shù)據(jù)中提取有用的信息，對于用戶來說，智能化是非常有效的，也是客戶迫切希望得到的，智能化成為現(xiàn)在以及未來網(wǎng)絡(luò)攝像機產(chǎn)品的市場競爭點之一。

　　由于百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機能夠提供更多關(guān)鍵細節(jié)，這使得基于視頻的智能分析獲得更高的精度，大大提升了智能應(yīng)用水平。在一些細分市場，如交通領(lǐng)域等，相關(guān)的智能產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用也相對較成熟，如道路狀況分析、車輛統(tǒng)計、車牌識別、逆行、壓黃線、違章停車，包括交通狀況的監(jiān)控，以及違法行為的抓拍等，都已有廣泛應(yīng)用。

　　易用性

　　與傳統(tǒng)模擬攝像機不同，百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機涉及到IT范疇，因此，網(wǎng)絡(luò)攝像機與模擬攝像機在使用上有較大的區(qū)別，特別是對于操作者及使用人員都有較高的要求。對于國內(nèi)大部分工程商、集成商及用戶來說，他們對傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)非常熟悉，對網(wǎng)絡(luò)攝像機尚處于應(yīng)用初期，所以網(wǎng)絡(luò)攝像機在開發(fā)和設(shè)計等方面，要考慮到用戶的需求，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、本地調(diào)試、支持無線功能等。

　　高清攝像機典型應(yīng)用

　　以安全防范為主要目的的視頻監(jiān)控，隨著信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及行政管理的需要，攝像機的應(yīng)用已涉及到生活中各個領(lǐng)域，在應(yīng)用深度和廣度上都超越了以往，特別百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機的出現(xiàn)，更是帶動了安防市場的急速擴張。

　　2010年，上海浦東城區(qū)高清視頻覆蓋項目，算得上是高清網(wǎng)絡(luò)攝像機成功應(yīng)用案例典范之一。該項目采用了1GHz TI TMS320DM6467處理芯片，200萬像素的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機，1/1.8"CCD傳感器，分辨率高達1600×1200，監(jiān)控點達一萬左右。該方案滿足了當(dāng)前上海平安城市建設(shè)過程中模擬與網(wǎng)絡(luò)標(biāo)清及網(wǎng)絡(luò)高清交叉使用，舊系統(tǒng)與新建平臺整合的需求，解決了大型數(shù)據(jù)的存儲、管理與綜合應(yīng)用等問題。大規(guī)模采用高清監(jiān)控技術(shù)，對于推動整個高清的發(fā)展起到了積極作用，具有里程碑的意義。